2021 Fiscal Year Research-status Report
全脳ニューロンアトラスによる神経変性疾患モデルの一細胞解像度全脳病態解析
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20K16498
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三谷 智樹 大阪大学, 医学系研究科, 招へい教員 (90866534)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 透明化 / 神経変性疾患 / ライトシートイメージング / 全細胞解析 / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの神経変性疾患研究は、異常タンパク質の蓄積を代表とする神経細胞内毒性の分子機構、さらに近年ではグリア細胞も含めた脳内環境の重要性を解明してきたが、病態解明はごく一部の典型的部位に制限されており、未知の病変が数多く残っている。例えば、パーキンソン病において認知機能低下や鬱症状、幻覚、レム睡眠行動異常症(延髄)、注意障害(前頭葉)といった非運動症状が最近注目されているが、病態解明にはごく一部(中脳-黒質-線条体)しか解析されておらず、脳全体を俯瞰的に見て何がどこでどのような順で起きているのかは全くわかっていない。その詳細を明らかにするためには、全脳の細胞情報を一細胞レベルで網羅的に調べ上げる必要があるが、これまでにそのような報告はない。
本研究課題では、研究代表者により構築した成体マウス脳の全細胞解析と3次元組織学的染色法を組み合わせることで、神経変性疾患の全脳病態研究の基盤を構築することを確立することを目的とする。
本研究課題開始時より、全脳の免疫染色と全自動神経検出を実証してきており、実際に神経変性モデルに応用を行った。しかしながら小脳や海馬など細胞密度の高い場所での神経細胞検出の感度が低いことが課題となり、今年度は正確な細胞検出に向けて、1) 高Z分解能の顕微鏡の開発、2) 高精度細胞検出解析法の開発に取り組んだ。1,2ともに開発はおおむねうまくいっており、マウス全脳の小脳・海馬を含んだあらゆる領域でF-score 0.9を超える高精度な神経細胞検出を成功させることができた。また本手法をミクログリアマーカーに対して行うことにも成功しているため、ミクログリアの解析を通じて神経変性疾患の病態研究において炎症病態の解明が期待できる。本年度は、複数の神経変性モデルでこの高精細な技術で一細胞レベルでの神経変性の解析を行うことでパイプラインを実証し、論文投稿を予定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまで報告した全細胞解析パイプライン（Mitani TT et al Nature Protocols(2019)）が神経細胞解析を行うにあたり新たに課題となった、高Z分解能の顕微鏡の開発と高精度細胞検出解析法の開発に本年度は取り組んだ。いずれも実証・評価が進んでおり、応用への準備が整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度はあらゆる神経変性モデルにおいて、開発した全脳における神経変性病態解析の応用を行い、汎用的な技術基盤として確立し、さらには一連の研究結果の論文での報告を目指す。
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| Causes of Carryover |
COVID19の感染拡大に伴い、実地で行う予定であった学会での発表がリモートになる・中止になる等の自体があったため。
次年度は、感染拡大の状況が落ち着きを見せており、実地での開催の学会で発表予定である。
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Research Products
(1 results)
