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2021 Fiscal Year Research-status Report

Development of manipulation methods of "microglia memory" and its application for brain function

Research Project

Project/Area Number 21K19309
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

小泉 修一  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10280752)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2023-03-31
Keywordsミクログリア / 自然免疫細胞 / 記憶 / 虚血耐性 / 虚血増悪
Outline of Annual Research Achievements

自然免疫細胞である、ミクログリアに「記憶」があるのか、有るとすればそのメカニズム及び脳機能に与える影響は何か?を明らかにするプロジェクトである。本年は先ず、全身の感染を模したLipopolysaccharide(LPS)を投与すると、それをミクログリア脳で感知して活性化すること、この経験が記憶となって残ることで「虚血耐性」「虚血増悪」が起こるかどうかに関する検討を行った。
先行した軽度の脳卒中(虚血)を経験すると、その後の脳卒中に対する耐性が獲得できることが知られている。これは「虚血耐性」と呼ばれ、臨床的にも実験的にもよく研究されている。また逆に、超軽度の虚血を経験した脳は、虚血に対するプライミング状態となり、その後の脳卒中に対してより大きな障害を起こす(虚血増悪)。いずれにしても、先行する軽度脳虚血(プレコンディショニング)が記憶されることで、その後の応答が大きく変化する。
この虚血耐性及び虚血増悪におけるミクログリアの関与を明らかにするため、本研究では先ずプレコンディショニングとしてLPSを使用した。低濃度LPSによる軽度プレコンディショニングでは、ミクログリアは軽度に活性化し、その後、虚血増悪が起こった。高濃度LPSによる重度プレコンディショニングでは、ミクログリアは強く活性化誌、その後、虚血耐性が誘導された。このように、ミクログリアはプレコンディショニング(LPS負荷)を記憶しており、その後の脳機能に大きな影響を与えることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ミクログリアの様式及びミクログリア記憶が、脳機能(虚血耐性、虚血増悪)に影響している、という証拠を捉えることができたため。

Strategy for Future Research Activity

ミクログリアは異なるプレコンディショニング(低LPS、高LPS)を感知すると、その後の脳機能を異なる様式で制御する(虚血増悪、虚血耐性)ことが明らかとなった。本年は先ず、このような虚血増悪、虚血耐性が、本当にミクログリアに依存しているのか否かを明らかにするため、プレコンディショニング時のミクログリアを薬理学的に除去することで、その後の虚血増悪、虚血耐性が起こるか否かを明らかとする。また、低LPS及び高LPS負荷後のミクログリアの細胞生物学的な変化を網羅的に解析し、その後の異なる記憶に繋がる分子メカニズムを明らかとする。

Causes of Carryover

年度途中で動物施設の感染により、新たな研究が長期間ストップし、それ以降の研究ができなくなったため。

  • Research Products

    (40 results)

All 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Transnasal transplantation of human induced pluripotent stem cell-derived microglia to the brain of immunocompetent mice.2021

    • Author(s)
      #Parajuli B, #Saito H, Shinozaki Y, Shigetomi E, Miwa H, Yoneda S, Omachi S, Asaki T, Takahashi K, Fujita M, Nakashima, K and *Koizumi S.
    • Journal Title

      GLIA

      Volume: 69(10) Pages: 2332-2348

    • DOI

      10.1002/glia.23985.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reactive astrocyte nomenclature, definitions, and future directions2021

    • Author(s)
      Escartin Carole, koizumi S, Verkhratsky A. etc
    • Journal Title

      Nature Neuroscience

      Volume: 24 Pages: 312~325

    • DOI

      10.1038/s41593-020-00783-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reactive astrocyte-driven epileptogenesis is induced by microglia initially activated following status epilepticus.2021

    • Author(s)
      Sano, F., Shigetomi, E., Shinozaki, Y., Tsuzukiyama, H., Saito, K., Mikoshiba, K., Horiuchi, H., Cheung, DL., Nabekura, J., Sugita, K., Aihara, M., Koizumi, S.
    • Journal Title

      JCI Insight

      Volume: 6(9) Pages: e135391

    • DOI

      10.1172/jci.indoi: 10.1172/jci.insight.135391. sight.135391.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adenosine A2B Receptor down-regulates Metabotropic Glutamate Receptor 5 in astrocytes during postnatal development.2021

    • Author(s)
      Tanaka Masayoshi、Shigetomi Eiji、Parajuli Bijay、Nagatomo Hiroaki、Shinozaki Youichi、Hirayama Yuri、Saito Kozo、Kubota Yuto、Danjo Yosuke、Lee Ji Hwan、Kim Sun Kwang、Nabekura Junichi、Koizumi Schuichi
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 69 Pages: 2546~2558

    • DOI

      10.1002/glia.24006

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanisms underlying sensitization of P2X7 receptors in astrocytes for induction of ischemic tolerance2021

    • Author(s)
      Hirayama Yuri、Anzai Naohiko、Koizumi Schuichi
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 69 Pages: 2100~2110

    • DOI

      10.1002/glia.23998

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Different effect of GsMTx4 on nocturia associated with the circadian clock and Piezo1 expression in mice.2021

    • Author(s)
      Ihara T, Mitsui T, Shimura H, Tsuchiya S, Kanda M, Kira S, Nakagomi H, Sawada N, Kamiyama M, Shigetomi E, Shinozaki Y, Koizumi S. and Takeda, M.
    • Journal Title

      Life Sci

      Volume: 278 Pages: 119555

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2021.119555.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Goshajinkigan attenuates paclitaxel‐induced neuropathic pain via cortical astrocytes2021

    • Author(s)
      Takanashi Kenta、Shibata Keisuke、Mizuno Keita、Komatsu Ryohei、Koizumi Schuichi
    • Journal Title

      Pharmacol Res Perspect.

      Volume: 9 Pages: e00850

    • DOI

      10.1002/prp2.850

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Abnormal Ca2+ Signals in Reactive Astrocytes as a Common Cause of Brain Diseases2021

    • Author(s)
      Koizumi Schuichi、Shigetomi Eiji、Sano Fumikazu、Saito Kozo、Kim Sun Kwang、Nabekura Junichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 149

    • DOI

      10.3390/ijms23010149

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アレキサンダー病モデルのミクログリアCa2+シグナル研究2022

    • Author(s)
      齋藤光象、繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 網膜アストロサイトは緑内障の発症過程において炎症を惹起する2022

    • Author(s)
      篠崎陽一、Leung Alex、行方和彦、柏木賢治、大野伸彦、繁冨英治、瀬川高弘、原田高幸、大沼信一、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 臨界期アストロサイトはミクログリアによる貪食を制御することで大脳皮質神経回路を形成する2022

    • Author(s)
      檀上洋右、篠崎陽一、出羽健一、小林憲司、瀬川高弘、繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 遺伝的アデノシンセンサーを発現させた脳切片in situ実験による時空間的-細胞外アデノシンレベルの解析2022

    • Author(s)
      坂井謙斗、繁冨英治、鈴木秀明、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] ミクログリアによるニューロン-アストロサイト間情報伝達の制御機構2022

    • Author(s)
      鈴木秀明、繁冨英治、平山幸歩、高橋由香里、池中一裕、田中謙二、加藤総夫、尾藤晴彦、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 一次性アストロサイト疾患であるアレキサンダー病への治療標的としてミクログリア置換が有用である2022

    • Author(s)
      小林憲司、繁冨英治、パラジュリ ビージェイ、久保田友人、齋藤光象、田中謙二、池中一裕、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] ミューラー細胞におけるP2Y1受容体欠損は緑内障の表現型を示す2022

    • Author(s)
      濱田健太郎、篠崎陽一、行方和彦、大野伸彦、柏木賢治、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 腹側海馬アストロサイト活性化による情動制御2022

    • Author(s)
      繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] マウス脳内への人工多能性幹細胞由来ヒトミクログリアの非侵襲的移植方法の確立2022

    • Author(s)
      パラジュリ ビージェイ、小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 反応性アストロサイトのCa2+シグナルデコーディング2022

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 細胞外ATPを介したグリア-ニューロン情報伝達の時空間ダイナミクス2022

    • Author(s)
      繁冨英治
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
  • [Presentation] グリア細胞異常が誘導する加齢性視神経変性疾患2022

    • Author(s)
      篠崎陽一、Leung Alex、行方和彦、柏木賢治、大野伸彦、繁冨英治、瀬川高弘、原田高幸、大沼信一、小泉修一
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] ミクログリア置換によるアレキサンダー病への介入2021

    • Author(s)
      小林憲司、繁冨英治、パラジュリ ビージェイ、檀上洋右、久保田友人、斎藤光象、田中謙二、池中一裕、小泉修一
    • Organizer
      第144回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] アストロサイト炎症と虚血耐性2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第42回日本炎症・再生医学会
  • [Presentation] Astrocyte-mediated ischemic tolerance mediated by P2X7 receptors.2021

    • Author(s)
      Koizumi, S
    • Organizer
      The Second Meeting of the Australian and New Zealand Purine Club
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reactive astrocytes control brain pathogenesis via uncontrolled synaptogenesis.2021

    • Author(s)
      Koizumi, S.
    • Organizer
      The 1st CJK International Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] グリア-ニューロン機能連関のマルチモーダルイメージング2021

    • Author(s)
      繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
  • [Presentation] 臨界期アストロサイトのmGluR5シグナルはミクログリアによる貪食を制御することで大脳皮質神経回路を形成する2021

    • Author(s)
      檀上洋右、篠崎陽一、出羽健一、瀬川高弘、繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
  • [Presentation] P2Y1受容体を介したニューロンアストロサイト-ミクログリア間情報処理機構2021

    • Author(s)
      鈴木秀明、繁冨英治、平山幸歩、高橋由香里、池中一裕、田中謙二、加藤総夫、尾藤晴彦、小泉修一
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
  • [Presentation] 反応性アストロサイトの機能と創薬2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      生体機能と創薬シンポジウム2021
  • [Presentation] アストロサイト細胞内及び細胞外Ca2+によるシナプス制御2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第3回形態解析ワークショップ-多様な顕微鏡を用いて-
  • [Presentation] Astrocytic ABCA1 deficiency causes neuroinflammation during pathogenesis of glaucoma2021

    • Author(s)
      Shinozaki, Y., Lung, A., Namekata, K., Kashiwagi, K., Ohono, N., Shigetomi, E., Segawa, T., Harada, T., Ohnuma, S., Koizumi, S.
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
  • [Presentation] ニューロン-グリア間情報伝達の可視化2021

    • Author(s)
      繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
  • [Presentation] アストロサイトによるシナプス再編と神経障害性疼痛2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第64回日本神経化学会大会
  • [Presentation] グリア細胞の最近の知見と研究法2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第33回日本神経免疫学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] グリア細胞とてんかん原性2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      日本脳神経外科学会第80 回学術総会
    • Invited
  • [Presentation] Reactive astrocyte-mediated synapse and network remodeling.2021

    • Author(s)
      Koizumi S
    • Organizer
      2021 IBS Conference on Brain Science
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Adult network remodeling by reactive astrocytes2021

    • Author(s)
      Koizumi S
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Regulation of synapse formation through astrocytic A2B receptor in postnatal development.2021

    • Author(s)
      Shigetomi E, Tanaka M, Koizumi S
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Synapse remodeling by glia2021

    • Author(s)
      Koizumi S
    • Organizer
      第25回グリア研究会
    • Invited
  • [Presentation] 一次体性感覚野アストロサイトによるシナプス再編と神経障害性疼痛2021

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第43回日本疼痛学会
  • [Presentation] Remodeling of neuronal networks by glia.2021

    • Author(s)
      Koizumi S.
    • Organizer
      APSN2021
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-12-28  

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