Screening and analysis of glial factors for neuroprotection

• Project/Area Number: 15H05648
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General pharmacology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kanemaru Kazunori 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10456105)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): IINO Masamitsu 日本大学, 医学部, 特任教授 (50133939) ; OKUBO Yohei 東京大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40422282) ; SEKIYA Hiroshi 東京大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40511374) ; TANAKA Kenji 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (30329700) ; TACHIKAWA Masanori 東北大学, 大学院薬学研究科, 准教授 (00401810)
• Research Collaborator: KITAJIMA Nami 東京大学, 大学院医学系研究科, 大学院生
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000); Fiscal Year 2017: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2015: ¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
• Keywords: アストロサイト / カルシウムシグナル / カルシウムイメージング / 神経保護因子 / 脳損傷 / グリア細胞 / 反応性アストロサイト / 薬理学 / 神経細胞死

Outline of Final Research Achievements

In vivo calcium imaging analysis using transgenic mice expressing ultrasensitive calcium indicator in astrocytes revealed that injury-induced astrocytic calcium signals can spread in large area of the brain. This signaling pattern was disappeared in calcium signal deficient mice. Furthermore, we developed new calcium signal deficient mice by astrocyte specific expression of inositol triphosphate hydrolyzing enzyme, IP3 5-phosphatase. Using these transgenic mice, we screened glial calcium-dependent factors for neuroprotection and found that some molecules including glial cytoskeletal proteins may responsible for neuroprotection.

Research Products

• [Journal Article] Role of endoplasmic reticulum-mediated Ca2+ signaling in neuronal cell death (2018)
  • Author(s): Okubo Yohei、Mikami Yoshinori、Kanemaru Kazunori、Iino Masamitsu
  • Journal Title: Antioxid Redox Signal (in press) Volume: - Issue: 12 Pages: 1147-1157
  • DOI: 10.1089/ars.2018.7498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clarification of astrocytic function through Ca2＋ imaging (2016)
  • Author(s): 金丸和典
  • Journal Title: 生化学 Volume: 88 Issue: 1 Pages: 128-134
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2016.880128
  • ISSN: 0037-1017
  • Year and Date: 2016-02-25
• [Journal Article] Whisker experience-dependent mGluR signaling maintains synaptic strength in the mouse adolescent cortex. (2016)
  • Author(s): Kubota J., Mikami Y., Kanemaru K., Sekiya H., Okubo Y., and Iino M.
  • Journal Title: Eur. J. Neurosci Volume: 44 Pages: 2004-2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nitric oxide-induced activation of the type 1 ryanodine receptor is critical for epileptic seizure-induced neuronal cell death. (2016)
  • Author(s): Mikami, Y., Kanemaru, K., Okubo, Y., Nakaune, T., Suzuki, J., Shibata, K., Sugiyama, H., Koyama, R., Murayama, T., Ito, A., Yamazawa, T., Ikegaya, Y., Sakurai, T., Saito, N., Kakizawa, S. and Iino, M.
  • Journal Title: EBioMedicine. Volume: 11 Pages: 253-261
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.08.020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetically encoded fluorescent indicators for organellar calcium imaging. (2016)
  • Author(s): Suzuki, J., Kanemaru, K. and Iino, M.
  • Journal Title: Biophys J. Volume: 111 Issue: 6 Pages: 1119-1131
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2016.04.054
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Genotype-phenotype correlations of malignant hyperthermia and central core disease mutations in the central region of the RYR1 channel. (2016)
  • Author(s): Murayama, T., Kurebayashi, N., Ogawa, H., Yamazawa, T., Oyamada, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oguchi, K., Iino, M. and Sakurai, T.
  • Journal Title: Hum Mutat. Volume: 37 Issue: 11 Pages: 1231-1241
  • DOI: 10.1002/humu.23072
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 高感度Ca2+指示タンパク質YC-Nano50発現マウスを用いた生体内アストロサイトの活動解析 (2016)
  • Author(s): 金丸和典
  • Journal Title: 日本薬理学雑誌 Volume: 147 Pages: 190-193
  • NAID: 130005143836
• [Journal Article] Visualization of Ca2+ filling mechanisms upon synaptic inputs in the endoplasmic reticulum of cerebellar Purkinje cells. (2015)
  • Author(s): Okubo, Y., Suzuki, J., Kanemaru, K., Nakamura, N., Shibata, T. and *Iino, M.
  • Journal Title: J. Neurosci. Volume: 35 Issue: 48 Pages: 15837-15846
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3487-15.2015
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Neuronal regulation of Schwann cell mitochondrial Ca2+ Signaling during myelination. (2015)
  • Author(s): Ino, D., Sagara, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Okubo, Y., and *Iino, M.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 12 Issue: 12 Pages: 1951-1959
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.08.039
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Divergent Activity Profiles of Type 1 Ryanodine Receptor Channels Carrying Malignant Hyperthermia and Central Core Disease Mutations in the Amino-Terminal Region. (2015)
  • Author(s): Murayama T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Oyamada H, Suzuki J, Kanemaru K, Oguchi K, Iino M, Sakurai T.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 6 Pages: e0130606-e0130606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130606
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 高感度Ca2+指示タンパク質を用いた生体内アストロサイト活動の可視化解析 (2015)
  • Author(s): 金丸和典、飯野正光
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 66(6) Pages: 546-550
• [Presentation] In vivo analysis of astrocytic calcium signaling. (2018)
  • Author(s): Kazunori Kanemaru, Hiroshi Sekiya, Yohei Okubo, Masamitsu Iino
  • Organizer: 第５回グリアアセンブリ国際シンポジウム「グリアアセンブリによる脳機能の発現と病態」
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カルシウムインジケーター発現マウスを用いた生体内β細胞カルシウムシグナル解析 (2017)
  • Author(s): 金丸 和典、太向 勇、北島 奈美、関谷 敬、飯野 正光
  • Organizer: 第90回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] カルシウムイメージングで切り拓くアストロサイト機能 (2017)
  • Author(s): 金丸 和典
  • Organizer: 第90回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-15
  • Invited
• [Presentation] Calcium imaging method using YC-Nano50 for the visualization of subtle and local activity of astrocytes in vivo (2016)
  • Author(s): 金丸 和典
  • Organizer: 2nd "Young Glia" meeting in Homburg, Germany: Japanese-German YoungGlia collaborative meeting for mutual research exchange
  • Place of Presentation: ザールランド大 （ドイツ）
  • Year and Date: 2016-05-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 超高感度カルシウムセンサーを発現するマウスを用いた生体内アストロサイトのイメージング解析 (2016)
  • Author(s): 金丸 和典、関谷 敬、北島 奈美、高木 美貴、田中 謙二、飯野 正光
  • Organizer: 第89回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-11
• [Presentation] 一酸化窒素によるリアノジン受容体を介するCa2+放出が神経細胞のミトコンドリア機能に及ぼす影響 (2016)
  • Author(s): 中畝 拓哉, 鈴木 純二, 三上 義礼, 金丸 和典, 飯野 正光
  • Organizer: 第89回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-10
• [Presentation] オルガネラ内腔Ca2+インジケーターおよびCa2+インジケーター発現マウスを用いたβ細胞Ca2+シグナル解析 (2016)
  • Author(s): 金丸 和典、太向 勇、北島 奈美、関谷 敬、飯野 正光
  • Organizer: 第135回 日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
• [Presentation] 生体内アストロサイトの微細で局所的なカルシウム活動を捉えるイメージング技術 (2015)
  • Author(s): 金丸 和典、関谷 敬、北島 奈美、高木 美貴、田中 謙二、飯野 正光
  • Organizer: 第58日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ（埼玉県大宮市）
  • Year and Date: 2015-09-12
• [Presentation] １型リアノジン受容体のS-ニトロシル化を介した神経細胞死 (2015)
  • Author(s): 三上 義礼、金丸 和典、小田 康弘、柿澤 昌、柴田 和輝、杉山 弘樹、小山 隆太、伊藤 明博、山澤 徳志子、渡辺 雅彦、池谷 裕二、斉藤 延人、飯野 正光
  • Organizer: 第38回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-30
• [Presentation] 生体内アストロサイトの微細なカルシウム活動を捉える新規イメージング技術 (2015)
  • Author(s): 金丸 和典
  • Organizer: 第38回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 脳血管平滑筋の生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析 (2015)
  • Author(s): 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • Organizer: 第132回 日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 明海大学 浦安キャンパス（千葉県浦安市）
  • Year and Date: 2015-07-04
• [Presentation] New Calcium Imaging Methods for the Visualization of Local Activities of Astrocytes in vivo (2015)
  • Author(s): Kazunori Kanemaru, Hiroshi Sekiya, Junji Suzuki, Kenji Tanaka, Masamitsu Iino
  • Organizer: 19th International Symposium on Calcium Binding Proteins and Calcium Function In Health and Disease
  • Place of Presentation: アメリカ合衆国, Nashville
  • Year and Date: 2015-06-03
  • Int'l Joint Research