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2015 Fiscal Year Annual Research Report

非定型炎症を伴う精神疾患モデル動物を活用したマイクロ精神病態の同定と分子機序解明

Publicly Offered Research

Project AreaUnraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels.
Project/Area Number 15H01297
Research InstitutionFujita Health University

Principal Investigator

宮川 剛  藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (10301780)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords遺伝学 / プロテオーム / 脳神経疾患 / 脳・神経 / トランスレーショナルリサーチ
Outline of Annual Research Achievements

A. 脳における軽度慢性炎症を引き起こす遺伝的要因の検討:統合失調症様の行動異常と非成熟歯状回を示すNeurogranin (Nrgn) KO マウスの歯状回において、RNAseqによる網羅的遺伝子発現解析などを実施した。
B. 脳の軽度慢性炎症を引き起こす後天的要因の検討:光遺伝学的手法を用いて歯状回の神経細胞を選択的に興奮させることでも歯状回の非成熟化において、選択的神経活動操作が炎症を引き起こすかについても検討を行った。
C. 脳における軽度慢性炎症に必須のコモンパスウェイの検討:バイオインフォマティクスツール「NextBio」(米国イルミナ社)を用い、 Nrgn KO マウスを含む複数のモデルマウスで共通して生じている分子変化の探索を行った。
D. 軽度慢性炎症を伴う形態的マイクロエンドフェノタイプの探索:脳の慢性炎症と非成熟歯状回化を示す、Shn2 KOマウスについて3D電顕解析を実施し、微細構造レベルでの表現型についてプレリミナリーな知見を得た。補体C1qについてShn2 KOマウスにおいて発現分布の検討などを行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

A. 脳における軽度慢性炎症を引き起こす遺伝的要因の検討:Nrgn KO マウスを含む、精神疾患様の行動異常を示す複数のマウス系統の歯状回において、RNAseqを実施した。
B. 脳の軽度慢性炎症を引き起こす後天的要因の検討:光遺伝学的手法を用いて歯状回の神経細胞を選択的刺激すると、同領域において、炎症マーカのGFAPの発現が上昇することなどを確認した。
C. 脳における軽度慢性炎症に必須のコモンパスウェイの検討:Nrgn KO マウスの遺伝子発現パターンが他のiDGマウスのそれと統計学的に有意に似ていることをインフォマティクスツールNextBioで明らかにした。それぞれの系統で共通・独自のパスウェイ候補について複数を見出した。
D. 軽度慢性炎症を伴う形態的マイクロエンドフェノタイプの探索:Shn2 KOマウスの歯状回について3D電顕解析を実施し、KOマウスではスパインの径が細くなること、ミトコンドリアの長さが長いものが多くなるなど、プレリミナリーな知見を得た。また同マウスの海馬では、C1qの発現が、成体でも高いことなどを見出した。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、A. 脳における軽度慢性炎症を引き起こす遺伝的要因の検討、B. 脳の軽度慢性炎症を引き起こす後天的要因の検討、C. 脳における軽度慢性炎症に必須のコモンパスウェイの検討、D. 軽度慢性炎症を伴う形態的マイクロエンドフェノタイプの探索を進める。
新たに、E. 軽度慢性炎症の抑制によるマイクロエンドフェノタイプのレスキューを検討する。バイオインフォマティクス手法を活用してShn2 KO マウスおよび統合失調症患者の脳で共通して発現変化した遺伝子群について、逆相関する変化をもたらす薬物や実験操作を in silico でスクリーニングし、その効果を精神疾患モデルマウスで検証している。これまでにShn2 KOマウスに急性投与し、効果が見られなかった薬物についても今後慢性投与や他薬剤との組み合わせで効果を検証する。他のモデルマウスでも同様な実験を行い、軽度慢性炎症が原因となって生じている脳内のマイクロエンドフェノタイプを同定する。

  • Research Products

    (25 results)

All 2016 2015

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Comprehensive behavioral phenotyping of a new semaphorin 3 F mutant mouse.2016

    • Author(s)
      Matsuda I, Shoji H, Yamasaki N, Miyakawa T, Aiba A.
    • Journal Title

      Mol Brain.

      Volume: 9(1) Pages: 15

    • DOI

      10.1186/s13041-016-0196-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comprehensive behavioral analysis of RNG105 (Caprin1) heterozygous mice: Reduced social interaction and attenuated response to novelty.2016

    • Author(s)
      Ohashi R, Takao K, Miyakawa T, Shiina N
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 6 Pages: 20775

    • DOI

      10.1038/srep20775

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Circadian gene circuitry predicts hyperactive behavior in a mood disorder mouse model.2016

    • Author(s)
      Hagihara H, Horikawa T, Nakamura HK, Umemori J, Shoji H, Kamitani Y, Miyakawa T.
    • Journal Title

      Cell Reports,

      Volume: 14(12) Pages: 2784-96

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.02.067

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] IRBIT regulates CaMKIIα activity and contributes to catecholamine homeostasis through tyrosine hydroxylase phosphorylation.2015

    • Author(s)
      Kawaai K, Mizutani A, Shoji H, Ogawa N, Ebisui E, Kuroda Y, Wakana S, Miyakawa T, Hisatsune C, Mikoshiba K.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 112(17) Pages: 5515-20

    • DOI

      10.1073/pnas.1503310112

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comprehensive behavioral analysis of voltage-gated calcium channel beta-anchoring and -regulatory protein knockout mice.2015

    • Author(s)
      Nakao A, Miki T, Shoji H, Nishi M, Takeshima H, Miyakawa T, Mori Y.
    • Journal Title

      Front Behav Neurosci.

      Volume: 9 Pages: 141

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2015.00141

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TRPV4 activation at the physiological temperature is a critical determinant of neuronal excitability and behavior.2015

    • Author(s)
      Shibasaki K, Sugio S, Takao K, Yamanaka A, Miyakawa T, Tominaga M, Ishizaki Y.
    • Journal Title

      Pflugers Arch.

      Volume: 467(12) Pages: 2495-507

    • DOI

      10.1007/s00424-015-1726-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combined behavioral studies and in vivo imaging of inflammatory response and expression of mGlu5 receptors in schnurri-2 knockout mice.2015

    • Author(s)
      Choi JK, Zhu A, Jenkins BG, Hattori S, Kil KE, Takagi T, Ishii S, Miyakawa T, Brownell AL.
    • Journal Title

      Neurosci Lett.

      Volume: 609 Pages: 159-64

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2015.10.037

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A CDC42EP4/septin-based perisynaptic glial scaffold facilitates glutamate clearance.2015

    • Author(s)
      Ageta-Ishihara N, Yamazaki M, Konno K, Nakayama H, Abe M, Hashimoto K, Nishioka T, Kaibuchi K, Hattori S, Miyakawa T, Tanaka K, Huda F, Hirai H, Hashimoto K, Watanabe M, Sakimura K, Kinoshita M.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 6 Pages: 10090

    • DOI

      10.1038/ncomms10090

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comprehensive behavioral analysis of male ox1r (-/-) mice showed implication of orexin receptor-1 in mood, anxiety, and social behavior.2015

    • Author(s)
      Abbas MG, Shoji H, Soya S, Hondo M, Miyakawa T, Sakurai T.
    • Journal Title

      Front Behav Neurosci.

      Volume: 9 Pages: 324

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2015.00324

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Age-related changes in behavior in C57BL/6J mice from young adulthood to middle age.2015

    • Author(s)
      Shoji H, Takao K, Hattori S, Miyakawa T
    • Journal Title

      Mol Brain.

      Volume: 9(1) Pages: 11

    • DOI

      10.1186/s13041-016-0191-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Deficiency of neurogranin, a Susceptible Gene for schizophrenia, Confers Multiple Molecular and Behavioral Phenotypes Related to Schizophrenia2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      54th Annual Meeting of the American College of Neuropsychopharmacology
    • Place of Presentation
      Hollywood, Florida, USA
    • Year and Date
      2015-12-06 – 2015-12-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of time-of-day on mouse behavior measured in a comprehensive behavioral test battery2015

    • Author(s)
      Keizo Takao, Hirotaka Shoji, Satoko Hattori, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2015 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neurogranin deficiency causes neuronal immaturity in the dentate gyrus and frontal cortex of adult mice2015

    • Author(s)
      Hideo Hagihara, Satoko Hattori, Yoshihiro Takamiya, Freesia L Huang, Kuo-Ping Huang, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2015 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neurogranin-deficient mice reveal schizophrenia-related behaviors and immaturity of the dentate gyrus2015

    • Author(s)
      Satoko Hattori, Hideo Hagihara, Hirotaka Shoji, Yoshihiro Takamiya, Freesia L Huang , Kuo-Ping Huang, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2015 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comprehensive behavioral analysis of voltage-gated calcium channel beta-anchoring and -regulatory protein (BARP) knockout mice2015

    • Author(s)
      Akito Nakao, Takafumi Miki, Hirotaka Shoji, Yasuo Mori, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2015 Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Chicago, USA
    • Year and Date
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳内中間表現型2015

    • Author(s)
      宮川剛
    • Organizer
      第45回日本神経精神薬理学会・第37回日本生物学的精神医学会合同年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [Presentation] Immaturity of the brain cells and mild chronic inflammation: Candidate endophenotype of neuropsychiatric disorders2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第58回日本神経化学会大会
    • Place of Presentation
      大宮
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-13
  • [Presentation] Endophenotype in the brain: A key concept to understand the relationships between genes and behavior2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
    • Invited
  • [Presentation] BARP is involved in behavioral abnormalities rekated to psychiatric disoeders2015

    • Author(s)
      Akito Nakao, Hirotaka Shoji, Yasuo Mori, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Neurogranin deficiency causes schizophrenia-related behaviors and immaturityof the dentate gyrus in mice2015

    • Author(s)
      Satoko Hattori, Hideo Hagihara, Hirotaka Shoji, Yoshihiro Takamiya, Freesia L. Huang, Kuo-Ping Huang, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Transcriptomic “hyper-maturity” of the hippocampal dentate gyrus in mice2015

    • Author(s)
      Hisatsugu Koshimizu, Hideo Hagihara, Koji Ohira, Keizo Takao, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Alterations in diurnal expression patterns of circadian genes in the dentate gyrus of mice showing exaggerated infradian rhythm2015

    • Author(s)
      Hideo Hagihara, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Antidepressant-induced immaturity of hippocampus and cortical adult neurogenesis in the common marmoset2015

    • Author(s)
      Koji Ohira, Rika Takeuchi, Miki Miwa, Katsuki Nakamura, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [Presentation] Retrospective predictiction of behavioral state by hippocampal transcriptome analysis2015

    • Author(s)
      Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      10th International Conference for Neurons and Brain Disease
    • Place of Presentation
      Xian, China
    • Year and Date
      2015-06-22 – 2015-06-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウスはヒト疾患のモデルになるー精神疾患と炎症性疾患の研究からー2015

    • Author(s)
      宮川剛
    • Organizer
      第62回日本実験動物学会総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2015-05-28 – 2015-05-30
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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