Integrated decoding of glia-neuron network
| Project Area | Glia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions |
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| Project/Area Number |
20H05895
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡部 繁男 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (60204012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮田 宗明 神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (90582007)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥119,470,000 (Direct Cost: ¥91,900,000、Indirect Cost: ¥27,570,000)
Fiscal Year 2021: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000)
Fiscal Year 2020: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000)
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| Keywords | グリア / イメージング / 神経回路 / 脳末梢連関 / 精神疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
脳内の複数の機能要素（神経回路、グリア、血管など）の統合メカニズムを探索し、末梢臓器や全身レベルでの応答と関連付けることは重要な課題である。本計画研究では脳機能の要となる神経回路の形成・成熟におけるグリア細胞と神経回路のダイナミックな応答を先端的なイメージング技術を適用し、個体レベルで解析することを目指す。個体の内部環境に応答して脳内の特定の領域の機能調節が起こり、その結果として脳からの情報が末梢にフィードバックされる、という仮説について、特に精神神経疾患のモデルに着目して研究を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の二項目について研究を実施した。
（１）脳細胞移植と二光子顕微鏡イメージングの統合によるグリアデコーディング：未分化な神経幹細胞を別の動物の脳内に移植することで細胞の分化成熟を誘導することが可能である。この細胞移植技術を個体レベルでのイメージング手法である二光子顕微鏡技術と組み合わせることが出来れば、神経細胞、グリア細胞それぞれに由来するシグナルの切り分けや細胞自律的な機能調節の存在の有無を明確に示すことが出来る。本年度はこのような技術の確立に向けた予備的な検討を実施した。具体的にはGFPを全身に発現するマウスの胎児から神経組織を取り出し、細胞を回収した後に別の胎児期あるいは生後早期のマウスの大脳皮質および海馬への移植を実施した。移植後の動物について脳組織標本を作製し、移植細胞の形態と細胞種を解析し、神経細胞とグリア細胞への分化を確認した。分化細胞が多く脳内に定着するための移植の至適条件の検討も実施した。
（２）視床下部での神経細胞、上衣細胞、タニサイト、グリア細胞の相互作用：視床下部には複数の細胞要素が領域ごとに存在し、複雑なシグナルのやり取りが行われている。このようなシグナルは摂食、体温調節、ストレス反応など多様な体内環境の調節機能と関連しているが、その詳細は明らかとなっていない。本年度は視床下部の透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡による微細構造解析を重点的に行い、脳室壁に沿って存在する神経突起様の構造についてその立体構築を解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の開始は2020年12月であり、実質的な研究期間は3カ月であったが、研究項目（１）に関連しては生後早期と胎児期の細胞移植の効率、神経細胞とグリア細胞の分化についておおよそのデータが得られたこと、研究項目（２）については透過型電子顕微鏡と走査型電子顕微鏡により視床下部の脳室壁に観察される特殊な構造の形態的特徴が把握できたこと、という収穫があり、本年度の進捗としては十分であったと評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳内の複数の機能要素（神経回路、グリア、血管など）の統合メカニズムを探索し、末梢臓器や全身レベルでの応答と関連付けることは重要な課題である。本計画研究では脳機能の要となる神経回路の形成・成熟におけるグリア細胞と神経回路のダイナミックな応答を先端的なイメージング技術を適用し、個体レベルで解析することを目指している。その為には脳移植技術と個体レベルでのシナプスやカルシウムのイメージング技術の統合が最も必要とされる技術であり、その完成をなるべく早い年度内に実現させたい
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Report
(1 results)
Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Canonical versus non-canonical transsynaptic signaling of neuroligin 3 tunes development of sociality in mice2021
Author(s)
Yoshida T, Yamagata A, Imai A, Kim J, Izumi H, Nakashima S, Shiroshima T, Maeda A, Iwasawa-Okamoto S, Azechi K, Osaka F, Saitoh T, Maenaka K, Shimada T, Fukata Y, Fukata M, Matsumoto J, Nishijo H, Takao K, Tanaka S, Okabe S, Tabuchi K, Uemura T, Mishina M, Mori H & Fukai S
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 12(1)
Pages: 1848-1848
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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