Single-cell resolution whole-brain pathological analysis of neurodegenerative disease models using a comprehensive brain neuron atlas.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16498
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Tomoki Mitani 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (90866534)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 組織透明化 / ライトシート顕微鏡 / アトラス / 全細胞解析 / 神経変性疾患 / セルオミクス / 神経炎症 / 画像解析

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed a method to acquire the spatial information of all neurons in the adult mouse brain, created a whole-brain comprehensive neuron atlas (Neuron atlas), and developed an analytical method utilizing the Neuron atlas to detect subtle neurodegenerative lesions. We have successfully achieved all of these objectives. It is now possible to identify neuronal loss in previously unreported time periods and locations within neurodegenerative models. Based on these achievements, we propose a new omics field called "Cellomics," which relies on large-scale 3D cellular imaging. We are currently in the process of submitting a paper on this topic.

Free Research Field

病態神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超高齢化社会において、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患への関心が高まっている。これらの疾患では、治療が難しい神経細胞の喪失が起こる前に、予防的な医療介入が必要である。そのためには、神経細胞の喪失がいつ、どこで、どのように始まるのかを解明する必要がある。本研究では、マウスの脳内のすべての神経細胞の位置情報を特定する方法を開発し、正常時との神経細胞分布の違いを明らかにすることで、個々の細胞レベルで神経細胞の喪失箇所を包括的に同定することに成功した。