マウス全脳に対応する脳領域名の総数を1から860まで可変な標準脳の構築

• 研究課題/領域番号: 16K07032
• 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: 高田 則雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (50415212)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 標準脳 / テンプレート / Allen / brain / 関心領域 / MRI / fMRI / mouse / マウス / 脳 / アレン / ROI / BOLD / 解剖学的階層性

研究成果の概要

ヒト脳の磁気共鳴画像法（MRI）では脳座標へ脳領域名が対応した標準脳が存在する。しかしマウス脳には実用的なものが存在しない。関心領域（ROI）の設定が恣意的で、他の研究者のROIを再現できない。Allen研究所がマウス脳の3次元再構成データを2015年に公開した。本研究はこれをMRI解析で利用可能とすることを目的とした。その結果、柔軟なマウス標準脳を構築できた。研究目的に応じて脳領域総数を変更できる。アレン研究所が提供する遺伝子発現や神経投射データを利用して、新たなROIを構築できる。研究者間の共有が容易である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

MRIを用いた脳研究では標準脳の整備が重要である。被験者ごとに異なる形態を示す脳の活動を比較するために用いるからである。ヒト脳ではこれが整備されているが、マウス脳では存在しなかった。本研究は脳部位数を柔軟に変更できるマウス標準脳の作成方法を構築した。研究目的ごとに最適な脳部位数を備えるマウス標準脳が利用可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Optogenetic astrocyte activation evokes BOLD fMRI response with oxygen consumption without neuronal activity modulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Norio Takata, Yuki Sugiura, Keitaro Yoshida, Miwako Koizumi, Hiroshi Nishida, Kurara Honda, Ryutaro Yano, Yuji Komaki, Ko Matsui, Makoto Suematsu , Masaru Mimura, Hideyuki Okano, Kenji F. Tanaka
  • 雑誌名: Glia 巻: 印刷中 号: 9 ページ: 2013-2023
  • DOI: 10.1002/glia.23454
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of myelinated fiber bundles orientation during brain slice preparation by reflection polarized light microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Takata Norio、Kusayanagi Kohei、Maruyama Hironori、Eitai Kenji、Abo Masaaki、Akiyama Fumihiko、Tajima Ryo、Inaba Shinsuke、Tanaka Kenji F.、Mimura Masaru、Sanaka Kaoru
  • 雑誌名: Microscopy Research and Technique 巻: 81 号: 12 ページ: 1366-1373
  • DOI: 10.1002/jemt.23077
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate food-incentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyo Natsubori, Iku Tsustui-Kimura, Hiroshi Nishida, Youcef Bouchekioua, Hiroshi Sekiya, Motokazu Uchigashima, Masahiko Watanabe, Alban de Kerchove d'Exaerde, Masaru Mimura, Norio Takata, and Kenji Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 10 ページ: 2723-2733
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3377-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dysfunction of ventrolateral striatal dopamine receptor type 2-expressing medium spiny neurons impairs instrumental motivation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui-Kimura I, Takiue H, Yoshida K, Xu M, Yano R, Ohta H, Nishida H, Bouchekioua Y, Okano H, Uchigashima M, Watanabe M, Takata N, Drew MR, Sano H, Mimura M, Tanaka KF.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 8 号: 1 ページ: 14304-14304
  • DOI: 10.1038/ncomms14304
  • 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] Physiological effects of a habituation procedure for functional MRI in awake mice using a cryogenic radiofrequency probe (2016)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Yoshida, Yu Mimura, Ryosuke Ishihara, Hiroshi Nishida, Yuji Komaki, Tomohito Minakuchi, Tomokazu Tsurugizawa, Masaru Mimura, Hideyuki Okano, Kenji F. Tanaka, Norio Takata
  • 雑誌名: J Neurosci Methods. 巻: 274 ページ: 38-48
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2016.09.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 視床を抑制する視床網様核の新規振動活動は安静時の全脳活動を規定する (2019)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 第42回日本神経科学会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Causal evidence of BOLD-fMRI signal generation by astrocytes without neuronal activation (2019)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: The 2nd FRIS-TFC Joint Symposium: Unlocking the Brain from Engineering Approaches
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 視床を抑制する視床網様核の集合Ca2+活動は新規発振現象を示す (2018)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、夏堀晃世、三村將、田中謙二
  • 学会等名: 第41回日本神経科学会
• [学会発表] 光遺伝学的fMRIを用いた海馬活動伝播様式の全脳解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 次世代プロジェクト「異なる時期の虚血が脳の発達に及ぼす影響の多層的アプローチによる解明と治療戦略構築」国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dissection of downstream targets of the hippocampus using optogenetic fMRI (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 次世代プロジェクト「異なる時期の虚血が脳の発達に及ぼす影響の多層的アプローチによる解明と治療戦略構築」国際シンポジウム
  • 発表場所: 慶応義塾大学医学部
  • 国際学会 / 招待講演