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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Dysfunction of MAN-networks and brain dynamics

Publicly Offered Research

Project AreaBrain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing
Project/Area Number 20H05060
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) 2020-04-01 – 2021-03-31
KeywordsMANネットワーク / ミクログリア置換 / アストロサイト
Outline of Annual Research Achievements

ミクログリア(M)-アストロサイト(A)-神経細胞(N)が構築するネットワーク、MANネットワークの異常が、病態時の脳情報動態に果たす役割の解明を行った。本年は特にミクログリアに注目した。ミクログリアの生存にはcolony stimulating factor1受容体(CSF1R)シグナルが必須で、その拮抗薬PLX5622は任意のタイミング・非可逆的なミクログリア除去・自己再生を可能とする。(1)アレキサンダー病(AxD):AxDはアストロサイト選択的に発現するGFAPに遺伝子変異が入ることで発症する、難治性の神経変性疾患である。ヒトAxD変異GFAP(H239H)を導入したAxDモデルマウスでは、アストロサイトの異常に加え、ミクログリアの異常活性化が認められた。PLX5622によりミクログリアを除去すると、AxD症状が悪化したことから、活性化ミクログリアは主に保護的な役割を有していた。PLX5622のON/OFFによりミクログリアを自己再生させると、強保護性のミクログリアが生み出され、これによりAxDの病態が改善すること、つまり一次性アストロサイト病であるAxDをMANネットワークのミクログリア操作で制御できることを見いだした。(2)アストロサイトのP2Y1受容体シグナル亢進。これまでアストロサイトのATP/P2Y1受容体が興奮性シナプスの双方向性制御に重要であることを示してきた。ミクログリアはATP分解酵素(CD39)を強く発現する。ミクログリアを除去すると細胞外ATP蓄積が起こり、アストロサイトP2Y1受容体-シナプス連関の増強が起きた。病態時ミクログリアは、細胞外ATPを制御することで、アストロサイト及びATP/P2Y1受容体を介してMANネットワークを亢進させること、つまりMAN構成員のすべてが協力しあって病態時脳情報動態を制御されていることが明らかとなった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 7 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Potential roles of astrocytes and M?ller cells in the pathogenesis of glaucoma2021

    • Author(s)
      Shinozaki Youichi、Koizumi Schuichi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 145 Pages: 262~267

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jphs.2020.12.009

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

    • Author(s)
      Escartin C, Koizumi S, Verkhratsky A. et al
    • Journal Title

      Nat Neurosci

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      doi: 10.1038/s41593-020-00783-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a label-free ATP image sensor for analyzing spatiotemporal patterns of ATP release from biological tissues.2021

    • Author(s)
      Doi H, Parajuli B, Horio T, Shigetomi E, Shinozaki Y, Noda T, Takahashi K, Hattori T, Koizumi S and *Sawada K.
    • Journal Title

      Sensors and Actuators: B

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extracellular ATP Augments Antigen-Induced Murine Mast Cell Degranulation and Allergic Responses via P2X4 Receptor Activation2020

    • Author(s)
      Yoshida Kazuki、Ito Masa-aki、Sato Naoko、Obayashi Kosuke、Yamamoto Kimiko、Koizumi Schuichi、Tanaka Satoshi、Furuta Kazuyuki、Matsuoka Isao
    • Journal Title

      The Journal of Immunology

      Volume: 204 Pages: 3077~3085

    • DOI

      doi: 10.4049/jimmunol.1900954

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] グリア細胞の機能異常による緑内障発症メカニズム2020

    • Author(s)
      篠崎陽一、小泉修一
    • Journal Title

      日薬理誌

      Volume: 155(2) Pages: 87-92

    • Open Access
  • [Journal Article] グリア性てんかん原生のメカニズム2020

    • Author(s)
      佐野史和、繁冨英治、小泉修一
    • Journal Title

      脳神経内科

      Volume: 93(4) Pages: 441-446

    • Open Access
  • [Presentation] 脳虚血障害におけるミクログリアVNUTの役割2020

    • Author(s)
      平山友里、Le Pham Ngoc Ha、小泉修一、安西尚彦
    • Organizer
      第142回日本薬理学会関東部会学術評議員会
  • [Presentation] Loss of astrocytic ABCA1 induces normal tension glaucoma.2020

    • Author(s)
      Shinozaki, Y., Namekata, K., Segawa, T., Ohno, N., Harada, T., Kashiwagi, K., Koizumi, S.
    • Organizer
      FENS2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グリア細胞による脳機能の制御2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
    • Invited
  • [Presentation] うつ病分子病態におけるグリア細胞の異常2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      NPBPPP2020合同年会
  • [Presentation] 神経障害性疼痛アロディニア誘導のメカニズム2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第84回日本皮膚科学会東部支部学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 腹側海馬アストロサイトにおけるGqPCRシグナルがマウス行動に与える影響2020

    • Author(s)
      繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [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2020

    • Author(s)
      鈴木秀明、繁冨英治、平山幸歩、佐野史和、田中謙二、尾藤晴彦、小泉修一
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] ABCA1欠損は緑内障発症過程早期でのグリオーシスを誘導する2020

    • Author(s)
      篠崎陽一、行方和彦、柏木賢治、大野伸彦、繁冨英治、原田高幸、小泉修一
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] 高血圧性緑内障はP2Y1受容体の機能障害によって誘導される2020

    • Author(s)
      濱田健太郎、篠崎陽一、行方和彦、大野伸彦、瀬川高弘、原田高幸、柏木賢治、小泉修一
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] ミクログリア制御と脳機能2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] アストロサイト性虚血耐性の分子メカニズム解析2020

    • Author(s)
      平山友里、小泉修一、安西尚彦
    • Organizer
      第63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] ミクログリアの自己再生によるアレキサンダー病の抑制2020

    • 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63回日本神経化学会大会
  • [Presentation] グリア研究による脳疾患の解明と創薬を目指して~アストロサイトに魅せられて~2020

    • Author(s)
      繁冨英治、小泉修一
    • Organizer
      第13回日本薬学会関東支部若手シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] マルチモーダルセンシング技術による医療分野への展開2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第1回TUT-OPERA Webinar
  • [Presentation] 緑内障病態におけるグリア細胞と網膜神経節細胞死2020

    • Author(s)
      小泉修一、篠崎陽一
    • Organizer
      第31回日本緑内障学会
  • [Presentation] 正常眼圧緑内障モデルマウス視神経乳頭部における早期グリア活性化2020

    • Author(s)
      篠崎陽一、行方和彦、柏木賢治、大野伸彦、原田高幸、小泉修一
    • Organizer
      第143回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] 虚血耐性とグリア細胞の神経化学2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      第63回日本脳循環代謝学会学術集会
  • [Presentation] 大脳皮質グリア細胞による神経障害性疼痛の誘導2020

    • Author(s)
      小泉修一
    • Organizer
      日本ペインクリニック学会学術集会
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ミクログリア含有中枢神経系内移動剤、及びこれを含む中枢神経系疾患治療薬、並びにミクログリア導入動物、及びその製造方法2020

    • Inventor(s)
      小泉修一、パラジュリ ビージェイ、繁冨英治、篠崎陽一、齋藤弘樹
    • Industrial Property Rights Holder
      山梨大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2020-196642

URL: 

Published: 2021-12-27  

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