グリア細胞由来の神経細胞死制御因子の同定と解析

• 研究課題/領域番号: 15H05648
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金丸 和典 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10456105)
• 連携研究者: 飯野 正光 日本大学, 医学部, 特任教授 (50133939) ; 大久保 洋平 東京大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40422282) ; 関谷 敬 東京大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40511374) ; 田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (30329700) ; 立川 正憲 東北大学, 大学院薬学研究科, 准教授 (00401810)
• 研究協力者: 北島 奈美 東京大学, 大学院医学系研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
• キーワード: 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

研究成果の概要

アストロサイト特異的に高感度カルシウムインジケーターを発現するマウスの大脳皮質に損傷刺激を与えたところ、その直後に惹起されるアストロサイトカルシウムシグナルは、予想よりも遥かに広い領域に伝播することを発見した。対照群としてカルシウムシグナル不全マウスを用いた解析ではシグナル伝播は見られなかった。さらに特異性の高い手法として、イノシトール三リン酸分解酵素発現マウスを作製し、生体内アストロサイトでもカルシウムシグナル不全であることを確認した。カルシウムシグナル伝搬領域をサンプルとした網羅的解析により発現変動因子を探索し、グリア性細胞骨格タンパク質を始めとする因子が有意に変動することを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Role of endoplasmic reticulum-mediated Ca2+ signaling in neuronal cell death (2018)
  • 著者名/発表者名: Okubo Yohei、Mikami Yoshinori、Kanemaru Kazunori、Iino Masamitsu
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signal (in press) 巻: - 号: 12 ページ: 1147-1157
  • DOI: 10.1089/ars.2018.7498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2＋シグナルから解明するアストロサイト機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金丸和典
  • 雑誌名: 生化学 巻: 88 号: 1 ページ: 128-134
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2016.880128
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2016-02-25
• [雑誌論文] Whisker experience-dependent mGluR signaling maintains synaptic strength in the mouse adolescent cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubota J., Mikami Y., Kanemaru K., Sekiya H., Okubo Y., and Iino M.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 巻: 44 ページ: 2004-2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide-induced activation of the type 1 ryanodine receptor is critical for epileptic seizure-induced neuronal cell death. (2016)
  • 著者名/発表者名: 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.
  • 雑誌名: EBioMedicine. 巻: 11 ページ: 253-261
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.08.020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetically encoded fluorescent indicators for organellar calcium imaging. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, J., Kanemaru, K. and Iino, M.
  • 雑誌名: Biophys J. 巻: 111 号: 6 ページ: 1119-1131
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2016.04.054
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genotype-phenotype correlations of malignant hyperthermia and central core disease mutations in the central region of the RYR1 channel. (2016)
  • 著者名/発表者名: Murayama, T., Kurebayashi, N., Ogawa, H., Yamazawa, T., Oyamada, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oguchi, K., Iino, M. and Sakurai, T.
  • 雑誌名: Hum Mutat. 巻: 37 号: 11 ページ: 1231-1241
  • DOI: 10.1002/humu.23072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸和典
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 147 ページ: 190-193
  • NAID: 130005143836
• [雑誌論文] Visualization of Ca2+ filling mechanisms upon synaptic inputs in the endoplasmic reticulum of cerebellar Purkinje cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okubo, Y., Suzuki, J., Kanemaru, K., Nakamura, N., Shibata, T. and *Iino, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 35 号: 48 ページ: 15837-15846
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3487-15.2015
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neuronal regulation of Schwann cell mitochondrial Ca2+ Signaling during myelination. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ino, D., Sagara, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Okubo, Y., and *Iino, M.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 12 号: 12 ページ: 1951-1959
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.08.039
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Divergent Activity Profiles of Type 1 Ryanodine Receptor Channels Carrying Malignant Hyperthermia and Central Core Disease Mutations in the Amino-Terminal Region. (2015)
  • 著者名/発表者名: Murayama T, Kurebayashi N, Yamazawa T, Oyamada H, Suzuki J, Kanemaru K, Oguchi K, Iino M, Sakurai T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 6 ページ: e0130606-e0130606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130606
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸和典、飯野正光
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 66(6) ページ: 546-550
• [学会発表] In vivo analysis of astrocytic calcium signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Kanemaru, Hiroshi Sekiya, Yohei Okubo, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 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」
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典、太向 勇、北島 奈美、関谷 敬、飯野 正光
  • 学会等名: 第90回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典
  • 学会等名: 第90回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] Calcium imaging method using YC-Nano50 for the visualization of subtle and local activity of astrocytes in vivo (2016)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典
  • 学会等名: 2nd "Young Glia" meeting in Homburg, Germany: Japanese-German YoungGlia collaborative meeting for mutual research exchange
  • 発表場所: ザールランド大 （ドイツ）
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典、関谷 敬、北島 奈美、高木 美貴、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-11
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 中畝 拓哉, 鈴木 純二, 三上 義礼, 金丸 和典, 飯野 正光
  • 学会等名: 第89回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-10
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典、太向 勇、北島 奈美、関谷 敬、飯野 正光
  • 学会等名: 第135回 日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典、関谷 敬、北島 奈美、高木 美貴、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第58日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（埼玉県大宮市）
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第38回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 金丸 和典
  • 学会等名: 第38回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第132回 日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 明海大学 浦安キャンパス（千葉県浦安市）
  • 年月日: 2015-07-04
• [学会発表] New Calcium Imaging Methods for the Visualization of Local Activities of Astrocytes in vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Kanemaru, Hiroshi Sekiya, Junji Suzuki, Kenji Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 19th International Symposium on Calcium Binding Proteins and Calcium Function In Health and Disease
  • 発表場所: アメリカ合衆国, Nashville
  • 年月日: 2015-06-03
  • 国際学会