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発達期小脳神経回路形成に関わるミクログリア依存的メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07058
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 神経生理学・神経科学一般
研究機関東京女子医科大学 (2018-2019)
広島大学 (2017)

研究代表者

河村 寿子 (中山寿子 / 中山 寿子)  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (70397181)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード小脳 / プルキンエ細胞 / シナプス刈り込み / ミクログリア / 登上線維 / パッチクランプ / シナプス / 神経回路発達 / 神経回路形成 / 発達 / シナプス再編成
研究成果の概要

脳機能はシナプス結合を介したニューロン間の情報伝達によって実現する。シナプス結合は、発達初期に大まかに過剰に作られたのち、生育環境・経験に合わせて選別され、不要なシナプスは刈り込まれて機能的に成熟する。本課題では、小脳登上線維―プルキンエ細胞間シナプス結合をモデルに用いて、脳の免疫細胞であるミクログリアがシナプス刈り込みへどのような機構で関与するかを研究した。その結果、ミクログリアは抑制性シナプス伝達が適切に機能することに必須であり、ミクログリアによる抑制性シナプス成熟はプルキンエ細胞に内在する、抑制性シナプスに依存した登上線維刈り込みのプロセスを間接的に活性化することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、ミクログリア由来因子によってニューロン間のシナプス機能が調節され、シナプス刈り込みに関わるという、神経回路発達におけるミクログリアの新たな役割を提唱した点で学術的意義がある。これにより、グリアとニューロンネットワークの相互作用による脳機能成熟の統合的理解が深まると期待できる。また、自閉症や統合失調症などでは脳の興奮と抑制のバランスの乱れに加えて、ミクログリア機能の破綻も指摘されているので、健常脳の発達過程において、ミクログリアが抑制性シナプス伝達を修飾するという本研究成果は、それらの精神・神経疾患の病態の理解と治療方法の解明に貢献するものと期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hyperactivation of mTORC1 disrupts cellular homeostasis in cerebellar Purkinje cells2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Y, Kassai H, Nakayama H, Fukaya M, Maeda T, Nakao K, Hashimoto K, Sakagami H, Kano M, Aiba A.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 2799-2799

    • DOI

      10.1038/s41598-019-38730-4

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microglia permit climbing fiber elimination by promoting GABAergic inhibition in the developing cerebellum2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hisako、Abe Manabu、Morimoto Chie、Iida Tadatsune、Okabe Shigeo、Sakimura Kenji、Hashimoto Kouichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 2830-2830

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05100-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 発達期視床のヒゲ経験依存的シナプス再編における神経活動の役割2020

    • 著者名/発表者名
      中山寿子,宮田麻理子
    • 学会等名
      第97回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] mTORC1シグナル亢進による小脳プルキンエ細胞の細胞内ホメオスタシスの撹乱2019

    • 著者名/発表者名
      坂井 祐介,葛西 秀俊,中山 寿子,深谷 昌弘,前田 達也,中尾 和貴,橋本 浩一,阪上 洋行,狩野 方伸,饗場 篤
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Microglia permit climbing fiber pruning by promoting synaptic inhibition in the developing cerebellm.2019

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama
    • 学会等名
      9th FAOPS, 第96回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microglia permit climbing fiber refinement by promoting inhibitory synaptic transmission in the developing cerebellum.2018

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama, Manabu Abe, Chie Morimoto, Kenji Sakimura, Kouichi Hashimoto
    • 学会等名
      Latest Advances in Development & Function of Neuronal Circuits meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microglia-dependent refinement of the cerebellar circuit during postnatal development.2018

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama, Manabu Abe, Chie Morimoto, Tadatune Iida, Shigeo Okabe, Kenji Sakimura and Kouichi Hashimoto
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第5回成果報告会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Microglia-dependent GABAergic synaptogenesis promotes refinement of climbing fibers to Purkinje cell synapses2018

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama, Manabu Abe, Chie Morimoto, Tadatune Iida, Shigeo Okabe, Kenji Sakimura and Kouichi Hashimoto
    • 学会等名
      第8回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム “The innovative progress of neuroscientific research through the use of advanced animal models”
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小脳におけるミクログリア依存的神経回路発達2017

    • 著者名/発表者名
      中山 寿子, 阿部 学, 森本 千恵, 﨑村 建司, 橋本 浩一
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Contribution of microglia to postnatal development of neuronal circuits in the cerebellum.2017

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama, Shin Suzuki, Manabu Abe, Kenji Sakimura and Kouichi Hashimoto
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回夏のワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ミクログリアは抑制性シナプス伝達の促進を介して発達期小脳における興奮性シナプス結合の精緻化に関わる

    • URL

      https://www.neurochemistry.jp/mue7rd9hl-15/#_15

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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