| 研究領域 | プレッシオ脳神経科学の創生：閉鎖空間における圧縮刺激を介した脳機能の発現原理 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05125
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
野々村 恵子 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70799246)
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| 研究分担者 |
岡本 麻友美 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (30551965)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
33,670千円 (直接経費: 25,900千円、間接経費: 7,770千円)
2023年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | メカノセンサーチャネル / 脳発生 / メカノセンサー / ex vivo / イメージング / メカノセンシング / 脳 / ライブイメージング / 圧力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、脳脊髄液の脳内での流れのダイナミクスとその生理的重要性に対する注目が高まっているが、脳脊髄液に対する脳組織のメカノセンシングおよびメカノレスポンスについては多くの部分が未解明である。本研究は細胞膜上のメカノセンサー分子であるPIEZO1チャネルに着目し、これを介した脳組織のメカノセンシングについて解析することで、脳脊髄液の機械的な要素と脳組織の機能の関係を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
近年、細胞にはメカノセンサーとして機能する複数のタンパク質が発現していることが主に培養細胞を用いた研究により明らかにされてきた。生体臓器の形態形成および機能発現は機械的な要素の変動を伴うことが多く、これらの変動を検出し適切な細胞応答を行うことが生体臓器の発生および機能発現において重要と予想される。我々は、脳という高度な計算機能を担う臓器におけるメカノセンシングの生理的な役割を明らかにすることを目的として解析を進めてきた。2022年度はメカノセンサー分子を遺伝的に欠いた遺伝子改変マウス脳組織および野生型脳組織についてin vivo解析を行い、特定の発生ステージに観察される現象についてメカノセンサー分子の有無が影響することを見出した。さらに、機械的な刺激の負荷が脳発生における細胞挙動にどのような影響を及ぼすかを検証するために、ex vivo系を用いて機械的な刺激の負荷を組み合わせた実験を実施した。その結果、脳発生における重要な細胞挙動について、機械的な刺激の負荷が影響することを確認した。これらの結果から、脳発生においてメカノセンシングが重要な役割を果たすことが示唆された。また、機械的な刺激の負荷がどのような細胞内シグナル系の変動を伴い細胞挙動の変化をもたらすのかについて、ダイナミクスを含めて検証を行うために、ex vivoライブイメージング系について機械的な刺激の負荷を組み合わせる系について検討を進めた。これらのデータについて論文執筆を開始した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2022年度はメカノセンサー分子を遺伝的に欠いた遺伝子改変マウス脳組織および野生型脳組織についてin vivo解析を行い、特定の発生ステージに観察される現象についてメカノセンサー分子の有無が影響することを見出した。さらに、機械的な刺激の負荷が脳発生における細胞挙動にどのような影響を及ぼすかを検証するために、ex vivo系を用いて機械的な刺激の負荷を組み合わせた実験を実施した。その結果、脳発生における重要な細胞挙動について、機械的な刺激の負荷が影響することを確認した。これらのデータについて論文執筆を開始するなど、本研究は順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究によりメカノセンシングが重要な寄与を果たすことが判明した現象に対し、その分子メカニズムや細胞内シグナル系の変動についてダイナミクスを含めた検証を行い、メカノセンシングが脳発生にどのように組み込まれているのかの理解を深めることを目指し、研究をさらに進める。
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