Morphology-function relationship in the astrocytes of Globus Pallidus

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26293039
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 和中 明生 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90210989)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 晶子 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70647049)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: アストロサイト / Olig2 / GFAP / 光遺伝学 / 大脳基底核 / 運動

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの分析結果を踏まえ本年度は黒質網様部に多く存在するOlig2アストロサイトとGFAPアストロサイトの双方に焦点をあてた。Olig2アストロサイトはOlig2-CreERマウスに、GFAPアストロサイトはGFAP-Creマウスにアデノ随伴ウイルスベクターを用いてチャネロドプシン、ハロロドプシン、アーキロドプシンを発現させることで別々に評価する系を用いた。Olig2アストロサイトの方は昨年のEGFP発現ウイルスベクターを用いた検定でEGFP陽性細胞の数が予想よりもかなり少なく、且つEGFP自体の蛍光量も少ないという問題点があるので、まずGFAP-Creマウスを用いた検討を先行させた。黒質網様部は中脳の腹側部に位置しているので脳の最深部に近く、ウイルス注入用のカテーテル及び光ファイバーの刺入による機械的損傷による影響を除外するために、左右両方の黒質網様部に向けて2本のファイバーを刺入し片側のみにレーザーを照射する系を構築した。片側の黒質網様部のGFAPアストロサイトにチャネロドプシンを発現させたマウスに青色レーザーを照射した場合の行動（立ち上がり運動、左右への回転運動等）を詳細に解析する目的で、澄明なビーカーにマウスを入れて直上からビデオカメラで行動を撮影し、ビデオを後から解析する方法も構築した。この解析方法を用いることで、大きな連続する回転運動ではなく、片側（刺入側）に向けて頭部を振る、或いは反対側には全く向かなくなるなどの微細な行動も計測することが出来る利点がある。この結果、片側黒質網様部のGFAPアストロサイトにチャネロドプシンを発現させたマウスではレーザー照射五分後から刺入側への緩徐な指向性運動を行うことが確立できた。現在ハロロドプシンを用いた系の検討も開始しており、本年度中にGFAPアストロサイトの基底核間接路における機能的役割について報告する予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Microglia-derived neuregulin expression in psychiatric disorders. (2017)
  • Author(s): Ikawa D, Makinodan M, Iwata K, Ohgidani M, Kato TA, Yamashita Y, Yamamuro K, Kimoto S, Toritsuka M, Yamauchi T, Fukami SI, Yoshino H, Okumura K, Tanaka T, Wanaka A, Owada Y, Tsujii M, Sugiyama T, Tsuchiya K, Mori N, Hashimoto R, Matsuzaki H, Kanba S, Kishimoto T.
  • Journal Title: Brain Behav Immun. Volume: 61 Pages: 375-385
  • DOI: 10.1016/j.bbi.2017.01.003.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heterogeneous vascular permeability and alternative diffusion barrier in sensory circumventricular organs of adult mouse brain. (2016)
  • Author(s): Morita S, Furube E, Mannari T, Okuda H, Tatsumi K, Wanaka A, Miyata S.
  • Journal Title: Cell Tissue Res. Volume: 363 Pages: 497-511
  • DOI: 10.1007/s00441-015-2207-7
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hedgehog Signaling Modulates the Release of Gliotransmitters from Cultured Cerebellar Astrocytes. (2016)
  • Author(s): Okuda H, Tatsumi K, Morita-Takemura S, Nakahara K, Nochioka K, Shinjo T, Terada Y, Wanaka A.
  • Journal Title: Neurochem Res. Volume: 41 Pages: 278-289
  • DOI: 10.1007/s11064-015-1791-y
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hedgehog Signaling Components Are Expressed in Choroidal Neovascularization in Laser-induced Retinal Lesion. (2016)
  • Author(s): Nochioka K, Okuda H, Tatsumi K, Morita S, Ogata N, Wanaka A.
  • Journal Title: Acta Histochem Cytochem. Volume: 49 Pages: 67-74
  • DOI: 10.1267/ahc.15036.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Voluntary Exercise Induces Astrocytic Structural Plasticity in the Globus Pallidus. (2016)
  • Author(s): Tatsumi K, Okuda H, Morita-Takemura S, Tanaka T, Isonishi A, Shinjo T, Terada Y, Wanaka A.
  • Journal Title: Front Cell Neurosci. Volume: 10 Pages: 165
  • DOI: 10.3389/fncel.2016.00165.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Subtype of Olfactory Bulb Interneurons Is Required for Odor Detection and Discrimination Behaviors. (2016)
  • Author(s): Takahashi H, Ogawa Y, Yoshihara S, Asahina R, Kinoshita M, Kitano T, Kitsuki M, Tatsumi K, Okuda M, Tatsumi K, Wanaka A, Hirai H, Stern PL, Tsuboi A.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 8210-8227
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2783-15.2016.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in endothelial cell proliferation and vascular permeability after systemic lipopolysaccharide administration in the subfornical organ. (2016)
  • Author(s): Morita-Takemura S, Nakahara K, Tatsumi K, Okuda H, Tanaka T, Isonishi A, Wanaka A.
  • Journal Title: J Neuroimmunol. Volume: 298 Pages: 132-137
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2016.06.011.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Social isolation impairs remyelination in mice through modulation of IL-6. (2016)
  • Author(s): Makinodan M, Ikawa D, Miyamoto Y, Yamauchi J, Yamamuro K, Yamashita Y, Toritsuka M, Kimoto S, Okumura K, Yamauchi T, Fukami SI, Yoshino H, Wanaka A, Kishimoto T.
  • Journal Title: FASEB J. Volume: 30 Pages: 4267-4274
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Astrocytic structural changes correlate with overall running activities in the globus pallidus (2016)
  • Author(s): Tatsumi K, Okuda H, Takemura SM, Tanaka T, Isonishi A, Wanaka A
  • Organizer: Front Cell Neurosci
  • Place of Presentation: マレーシア、クアラルンプール
  • Year and Date: 2016-08-27 – 2016-08-30
  • Int'l Joint Research