脳虚血時神経血管カップリングへのマイクログリアの関与の検討

• 研究課題/領域番号: 15K06760
• 研究種目: 基盤研究(Ｃ)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 冨田 裕 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (60276251)
• 研究協力者: 鈴木 則宏 ; 菅野 巖 ; 畝川 美悠紀 ; 正本 和人 ; 結城 浩弥 ; 曽我 直人 ; 渡部 竜志 ; 畠山 菜緒
• 研究期間 (年度): 2015-10-21 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: マイクログリア / neurovascular unit / 脳梗塞 / 二光子顕微鏡 / 微小循環 / 低酸素負荷 / 血管新生

研究成果の概要

マイクログリアにGFPを発現させたマウスに慢性閉鎖頭窓を作成し、二光子顕微鏡を用いてマイクログリアと血管網の形状を反復観察したところ、細胞体断面積や密度は一定であり、突起本数は深さによる差異はなく、経日的に有意な変化はなかった。観察期間内に遊走した細胞体、新たな細胞の出現を確認した。8％の慢性低酸素暴露マウスにおいて、マイクログリアが血管新生に深く関与している可能性が示された。
アストロサイトまたはニューロンだけに光感受性蛋白チャネルロドプシン2を発現したマウスに光刺激を加えたところ、いずれも強度依存的に脳血流が増大した。薬理学的実験から、それぞれ独立した血流調節機序を有していることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced susceptibility to cortical spreading depression in two types of Na+, K+-ATPase α2 subunit-deficient mice as a model of familial hemiplegic migraine 2. (2018)
  • 著者名/発表者名: Unekawa, M. Ikeda, K., Tomita, Y., Kawakami, K. and Suzuki, N.
  • 雑誌名: Cephalalgia 巻: 38 号: 9 ページ: 1515-1524
  • DOI: 10.1177/0333102417738249
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tomita-Seylaz法による慢性頭窓作製後のマウス大脳皮質ミクログリアの長期反復in vivoリアルタイム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 結城浩弥, 正本和人, 畝川美悠紀, 冨田裕, 菅野巖, 鈴木則宏.
  • 雑誌名: 脳循環代謝 巻: 28 ページ: 249-256
  • NAID: 130006008228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic diameter response of intraparenchymal penetrating arteries during cortical spreading depression and elimination of vasoreactivity to hypercapnia in anesthetized mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Masamoto K, Toriumi H, Osada T, Kanno I, Suzuki N
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab 巻: 37 号: 2 ページ: 657-670
  • DOI: 10.1177/0271678x16636396
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Establishment and evaluation of a new highly metastatic tumor cell line 5a-D-Luc-ZsGreen expressing both luciferase and green fluorescent protein (2016)
  • 著者名/発表者名: Sudo H, Tsuji A B, Sugyo A, Takuwa H, Masamoto K, Tomita Y, Suzuki N, Imamura T, Koizumi M, Saga T
  • 雑誌名: Int. J. Oncol. 巻: 48 号: 2 ページ: 525-532
  • DOI: 10.3892/ijo.2015.3300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term effects of cerebral hypoperfusion on neural density and function using misery perfusion animal model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishino A, Tajima Y, Takuwa H, Masamoto K, Taniguchi J, Wakizaka H, Kokuryo D, Urushihata T, Aoki I, Kanno I, Tomita Y, Suzuki N, Ikoma Y, Ito H.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 27 号: 1 ページ: 25072-25072
  • DOI: 10.1038/srep25072
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic flow velocity mapping from fluorescent dye transit times in the brain surface microcirculation of anesthetized rats and mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hoshikawa R, Kawaguchi H, Takuwa H, Ikoma Y, Tomita Y, Unekawa M, Suzuki N, Kanno I, Masamoto K.
  • 雑誌名: Microcirculation 巻: 26 号: 6 ページ: 416-425
  • DOI: 10.1111/micc.12285
  • 査読あり
• [雑誌論文] アストロサイトによる脳血流調節 (2016)
  • 著者名/発表者名: 正本和人, 畝川美悠紀, 冨田裕, 菅野巌, 鈴木則宏
  • 雑誌名: 分子精神医学 巻: 16 ページ: 17-24
• [雑誌論文] Unveiling astrocytic control of cerebral blood flow with optogenetics (2015)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Unekawa M, Watanabe T, Toriumi H, Takuwa H, Kawaguchi H, Kanno I, Matsui K, Tanaka K F, Tomita Y, Suzuki N
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 5 号: 1 ページ: 11455-11455
  • DOI: 10.1038/srep11455
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hyperperfusion counteracted by transient rapid vasoconstriction followed by long-lasting oligemia induced by cortical spreading depression in anesthetized mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab 巻: 35 号: 4 ページ: 689-698
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.250
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大脳皮質拡延性抑制／脱分極が結ぶ片頭痛と脳卒中 (2018)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第43回日本脳卒中学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of spreading depolarization on cerebral blood flow and development of infarction under experimental ischemia in anesthetized mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kanno I, Suzuki N
  • 学会等名: 28th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: ベルリン（ドイツ）
  • 年月日: 2017-04-01
  • 国際学会
• [学会発表] Repeated longitudinal in vivo imaging of cortical microglia under chronic hypoxia in the mice using twophoton microscopy with a closed cranial window technique. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanno I, Masamoto K, Yuki H, Sugashi T, Unekawa M, Tomita Y, Suzuki N
  • 学会等名: 28th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: ベルリン（ドイツ）
  • 年月日: 2017-04-01
  • 国際学会
• [学会発表] Spatiotemporal changes in cerebral blood flow induced by transcranial photostimulation to cortical neurons or astrocytes in the transgenic mice expressing channelrhodopsin-2. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama N, Masamoto K, Unekawa M, Takuwa H, Kanno I, Matsui K, Tanaka KF, Tomita Y, Suzuki N
  • 学会等名: 28th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: ベルリン（ドイツ）
  • 年月日: 2017-04-01
  • 国際学会
• [学会発表] Longitudinal two-photon imaging of microvascular remodeling and microglial response to chronic hypoxia in in vivo mouse cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki T, Masamoto K, Unekawa M, Sugashi T, Tomita Y, Kanno I, Suzuki N
  • 学会等名: 第42回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] 慢性低灌流モデルマウスにおける安静時及び賦活時の脳神経機能評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 漆畑拓弥, 田桑弘之, 高堂裕平, 正本和人, 菅野巖, 冨田裕, 鈴木則宏, 生駒洋子, 小畠隆行, 伊藤浩
  • 学会等名: 第42回日本脳卒中学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 中大脳動脈閉塞時に発生する拡延性脱分極が脳血流と梗塞形成に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第42回日本脳卒中学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 神経賦活とグリア賦活による脳血流反応の比較：オプトジェネティクスによる検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畠山菜緒, 正本和人, 畝川美悠紀, 田桑弘之, 菅野巖, 松井広, 田中謙二, 冨田裕, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第42回日本脳卒中学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 脳虚血後のグリア細胞の形状変化におけるin vivo長期解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡部真子, 須貸拓馬, 蜂谷亮太, 安部貴人, 畝川美悠紀, 鳥海春樹, 冨田裕, 鈴木則宏, 田桑弘之, 菅野巖, 正本和人
  • 学会等名: 日本機械学会 第30 回バイオエンジニアリング講演会
• [学会発表] 低酸素誘発性脳微小血管リモデリングにおけるミクログリアの関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 曽我直人, 結城浩弥, 須貸拓馬, 畝川美悠紀, 冨田裕, 菅野巖, 鈴木則宏, 正本和人
  • 学会等名: 酸素ダイナミクス研究会
• [学会発表] Na+,K+-ATPase a2サブユニット遺伝子欠損マウスにおける皮質拡延性抑制に対する感受性と脳内c-Fos発現分布 (2017)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 池田啓子, 冨田裕, 川上潔, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第60回日本脳循環代謝学会学術集会
• [学会発表] Widespread c-Fos expression after cortical spreading depression; possible differences between two types of animal models of familial hemiplegic migraine 2. (2017)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M., Ikeda K., Tomita Y., Kawakami K., Suzuki N.
  • 学会等名: The XXIII World Congress of Neurology
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced susceptibility to cortical spreading depression and different degree in two-types of Na+,K+-ATPase a2 subunit-deficient mice as a model of familial hemiplegic migraine 2. (2017)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M., Ikeda K., Tomita Y., Kawakami K., Suzuki N.
  • 学会等名: 18th Congress of the International Headache Society
  • 国際学会
• [学会発表] Hemodynamic response to optogenetic activation of ChR2-expressing neurons or astrocytes in the mouse cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama N., Masamoto K., Unekawa M., Takuwa H., Kanno I., Matsui K., Tanaka K. F., Tomita Y., Suzuki N.
  • 学会等名: 第9回光操作研究会
• [学会発表] Cerebral blood flow responses to photostimulation in the transgenic miceexpressing channelrhodopsin-2 in the cortical neurons or astrocytes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama N., Masamoto K., Unekawa M., Takuwa H., Kanno I., Matsui K., Tanaka K., Tomita Y., Suzuki N.
  • 学会等名: The XXIII World Congress of Neurology
  • 国際学会
• [学会発表] Tomita-Seylaz法による慢性頭窓作成後のマウス大脳皮質ミクログリアのin vivo長期反復解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 結城浩弥, 正本和人, 畝川美悠紀, 冨田裕, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第59回日本脳循環代謝学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] 一時的脳虚血時に発生する拡延性脱分極に伴う血流変化と梗塞形成に対する影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第59回日本脳循環代謝学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] オプトジェネティクスを用いたアストロサイト・ニューロン賦活による脳血流空間伝播の比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 畠山菜緒, 正本和人, 畝川美悠紀, 田桑弘之, 菅野巖, 松井広, 田中謙二, 冨田裕, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第59回日本脳循環代謝学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] 貧困灌流モデルマウスにおける神経細胞分布密度および脳血管・神経機能評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之, 漆畑拓弥, 田島洋佑, 西野明日香, 正本和人, 菅野巖, 冨田裕, 鈴木則宏, 生駒洋子, 伊藤浩
  • 学会等名: 第59回日本脳循環代謝学会学術集会
  • 発表場所: あわぎんホール(徳島県徳島市)
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] Acceleration of red blood cells in intraparenchymal capillaries and dilation of arterial diameter in response to hypercapnia were diminished after passage of cortical spreading depression in anesthetized mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomita Y, Unekawa M, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N.
  • 学会等名: 第41回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール(東京都港区)
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Dynamic flow velocity mapping based on transient time measurements of fluorescent dye (2016)
  • 著者名/発表者名: Hoshikawa R, Kawaguchi H, Takuwa H, Ikoma Y, Tomita Y, Unekawa M, Suzuki N, Kanno I, Masamoto K.
  • 学会等名: 第41回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール(東京都港区)
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Cerebral microvascular restructing and microglial adaptation to chronic hypoxia in the animal models. (2016)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Kanno I, Tomita Y, Suzuki N.
  • 学会等名: 第41回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール(東京都港区)
  • 年月日: 2016-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo imaging and quantification of glucose transfer using 2-NBDG in the mouse cortex with two-photon microscopy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeda H, Suzuki H, Murata R, Takuwa H, Kanno I, Tomita Y, Suzuki N, Yamada K, Masamoto K.
  • 学会等名: 第41回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール(東京都港区)
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] Heterogeneous response of microcirculation to spreading depolarization evoked during middle cerebral artery occlusion in anesthetized mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kanno I, Suzuki N.
  • 学会等名: 第41回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: コクヨホール(東京都港区)
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] マウス大脳における神経細胞の空間分布と機能活動に関する定量解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武田寛史, 田桑弘之, 季斌, 佐原成彦, 冨田裕, 鈴木則宏, 菅野巖, 須原哲也, 樋口真人, 正本和人
  • 学会等名: 第25回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋市立大学薬学部 宮田専治記念ホール(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2016-09-05
• [学会発表] Response of cerebral blood flow to optogenetic photostimulation of cortical neurons and astrocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: 冨田裕, 渡部竜志, 正本和人, 畝川美悠紀, 鳥海春樹, 田桑弘之, 菅野巌, 松井広, 田中謙二, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] Response of cerebral blood flow to optogenetic photostimulation of cortical neurons and astrocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: 冨田裕, 渡部竜志, 正本和人, 畝川美悠紀, 鳥海春樹, 田桑弘之, 菅野巌, 松井広, 田中謙二, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会(神戸)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] 生体二光子顕微鏡法を用いたグリア脳血管の長期相互作用の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 新タ雅啓, 中原智美, 星川椋, 結城浩弥, 田桑弘之, 冨田裕, 鈴木則宏, 菅野巖, 正本和人
  • 学会等名: 第25回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
• [学会発表] オプトジェネティクスを用いた脳賦活による脳血流反応の空間伝播解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡部竜志, 正本和人, 畝川美悠紀, 冨田裕, 田桑弘之, 菅野巖, 松井広, 田中謙二, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第4回ニューロフォトニクス研究会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷(東京都新宿区)
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 二光子顕微鏡を用いた生体マウス脳内ミクログリアの三次元長期イメージングと定量解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 結城浩弥, 正本和人, 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 海老根妙子, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第4回ニューロフォトニクス研究会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷(東京都新宿区)
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] 家族性片麻痺性片頭痛２型モデルマウスにおける皮質拡延性抑制感受性および反応性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 池田啓子, 冨田裕, 鳥海春樹, 海老根妙子, 川上潔, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第43回日本頭痛学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル(東京都新宿区)
  • 年月日: 2015-11-13
• [学会発表] 大脳皮質性拡延性抑制が実質内穿通動脈口径と局所脳血流および二酸化炭素負荷に対する反応性に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第27回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県富山市)
  • 年月日: 2015-10-30