グリア細胞からみる精神疾患

• Project Area: Unraveling micro-endophenotypes of psychiatric disorders at the molecular, cellular and circuit levels.
• Project/Area Number: 15H01300
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kobe University (2016); National Institute for Physiological Sciences (2015)
• Principal Investigator: 和氣 弘明 神戸大学, 医学研究科, 教授 (90455220)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: ミクログリア / 神経－免疫相関 / シナプス / ２光子顕微鏡 / 統合失調症 / 免疫

Outline of Annual Research Achievements

多様化する現代社会において、高次脳機能に異常を呈する発達障害・精神疾患の病態の解明および治療法の開発は喫緊の課題である。本課題では統合失調症モデルマウスにおける神経回路基盤の変化を脳内免疫と結びつけて検証する。すなわち統合失調症モデルとしてSchnurri-2 欠損マウスを用い、Schnurri-2 欠損マウスの中枢神経系炎症反応の増大の結果としてミクログリアにおけるシナプス制御分子、髄鞘制御分子の変化を検出し、これを、2光子顕微鏡によるin vivoイメージングを組み合わせることにより行動異常と神経回路動作の相関を神経細胞の発火パターン、シナプスの活動パターンを可視化することによって明らかにする。これまでSchnurri-2 欠損マウスにおける神経細胞の発火率、発火パターンを検証するためにカルシウム感受性蛍光タンパク質であるGCaMP6fをコードする遺伝子をアデノ随伴ウィルス(AAV)の大脳皮質感覚野・運動野への注入によって発現させ、その神経細胞集団音発火を解析することによって覚醒下の神経細胞活動の協調性の低下が認められていることを明らかにした。さらに中枢神経系免疫細胞であるミクログリアを免疫染色することによってその突起の短縮および複雑性の低下を認めた。さらにSchnurri-2 欠損マウスのミクログリアにGFPが発現するマウスを作成し、２光子顕微鏡を用いて突起の動きを解析したところ、その動きのランダムさが亢進していることがわかった(Haruwaka et al., in preparation)。これはシナプス活動のランダムさを反映するものであると考えている。今後この変化を担う分子の同定を行うとともに、行動との相関を検証する予定である

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。

Research Products

• [Journal Article] Microglia contact induces synapse formation in developing somatosensory cortex. (2016)
  • Author(s): Miyamoto A， Wake H， Ishikawa AW， Eto K， Shibata K， Murakoshi H， Koizumi S， Moorhouse AJ， Yoshimura Y， Nabekura J
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 7 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1038/ncomms12540
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Microglial contact prevents excess depolarization and rescues neurons from excitotoxity (2016)
  • Author(s): Kato G, Inada H, Wake H, Akiyoshi R, Miyamoto A, Eto K, Ishikawa T, Moorhouse AJ, Strassman AM, Nabekura J
  • Journal Title: eNeuro Volume: 0004 Issue: 3 Pages: 0004-16
  • DOI: 10.1523/eneuro.0004-16.2016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Non-synaptic junctions on myelinating glia promote preferential myelination of electrically-active axons. (2015)
  • Author(s): Wake H, Ortiz FC, Woo DH, Lee PR, Angulo MC, Fields RD.
  • Journal Title: Nature Communication Volume: 4 Issue: 1 Pages: 7844-7844
  • DOI: 10.1038/ncomms8844
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Visualization of immune system in brain (2017)
  • Author(s): Wake H
  • Organizer: 第94回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 浜松
  • Year and Date: 2017-03-28
• [Presentation] The role of microglia in learning during systemic inflammation. (2016)
  • Author(s): 和氣 弘明
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] The role of microglia in the adult CNS of systemic inflammation (2016)
  • Author(s): 和氣 弘明
  • Organizer: 第21回グリア研究会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] ミクログリアと神経回路活動 (2015)
  • Author(s): 和氣弘明
  • Organizer: 糖鎖コンソーシアム
  • Place of Presentation: ウィンクホール愛知、名古屋市、愛知県
  • Year and Date: 2015-10-19
  • Invited
• [Presentation] The role of microglia in the adult CNS is systemic inflammation (2015)
  • Author(s): Hiroaki WAKE
  • Organizer: 神経化学会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティー、さいたま市、埼玉県
  • Year and Date: 2015-09-11
  • Int'l Joint Research / Invited