電顕三次元立体再構築に基づく脳の様々な領域におけるシナプス結合の共通原理の解明

• 研究課題/領域番号: 18K14842
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分46020:神経形態学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: パラジュリ ラクシミ・クマール 順天堂大学, 医学部, 助教 (10812448)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018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: pine / Synapse / Dendrite / Parkinson's disease / Spine / FIB/SEM / interpeduncular nucleus / Postsynaptic density / Dendritic Spine / Synapses / Synaptic organisation / Neuronal circuit

研究成果の概要

本研究では3次元電子顕微鏡を使用して脳のさまざまな領域の神経区画の構造、特にニューロンの樹状突起のユニークな構造と樹状突起棘の配置を明らかにした。 また、正常なマウスとパーキンソン病のマウスモデルで、生後1、3、6、22か月の樹状突起棘の形態の発達上の変化を調べ、脊椎密度は減少するが、野生型マウスでは年齢とともに平均頭体積が増加することを明らかにした。なお、パーキンソン病のマウスモデルでは、年齢に伴う脊椎の頭の体積の増加は見られなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で、海馬、皮質、小脳では、樹状突起の直径とともに脊椎密度が増加することが明らかにした。 さらに、正常な野生型マウスの線条体で見られた平均脊椎頭部体積の年齢による増加はパーキンソン病のモデルマウスでは観察されなかった。

研究成果

• [国際共同研究] Max Planck Florida Research Institute/University of Colorado/Johns Hopkins School of Medicine(米国)
• [雑誌論文] Geometry and the Organizational Principle of Spine Synapses along a Dendrite (2020)
  • 著者名/発表者名: Parajuli Laxmi Kumar、Urakubo Hidetoshi、Takahashi-Nakazato Ai、Ogelman Roberto、Iwasaki Hirohide、Koike Masato、Kwon Hyung-Bae、Ishii Shin、Oh Won Chan、Fukazawa Yugo、Okabe Shigeo
  • 雑誌名: eneuro 巻: 7 号: 6 ページ: 0248-20
  • DOI: 10.1523/eneuro.0248-20.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] a-Synuclein BAC transgenic mice exhibit RBD-like behaviour and hyposmia:a prodromal Parkinson’s disease model (2020)
  • 著者名/発表者名: Taguchi T, Ikuno M, Hondo M, Parajuli LK, Taguchi K, Ueda J, Sawamura M, Okuda S, Nakanishi E, Hara J, Uemura N, Hatanaka Y, Ayaki T, Matsuzawa S, Tanaka M, El-Agnaf OMA, Koike M, Yanagisawa M, Uemura MT, Yamakado H, Takahashi R
  • 雑誌名: BRAIN 巻: 143 号: 1 ページ: 249-265
  • DOI: 10.1093/brain/awz380
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GBA haploinsufficiency accelerates alpha-synuclein pathology with altered lipid metabolism in a prodromal model of Parkinson’s disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikuno Masashi、Yamakado Hodaka、Akiyama Hisako、Parajuli Laxmi Kumar、Taguchi Katsutoshi、Hara Junko、Uemura Norihito、Hatanaka Yusuke、Higaki Katsumi、Ohno Kousaku、Tanaka Masaki、Koike Masato、Hirabayashi Yoshio、Takahashi Ryosuke
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 印刷中 号: 11 ページ: 1894-1904
  • DOI: 10.1093/hmg/ddz030
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cerebellar Neurodegeneration and Neuronal Circuit Remodeling in Golgi pH Regulator-Deficient Mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Sou Yu-shin、Kakuta Soichiro、Kamikubo Yuji、Niisato Kazue、Sakurai Takashi、Parajuli Laxmi Kumar、Tanida Isei、Saito Hiromitsu、Suzuki Noboru、Sakimura Kenji、Maeda Yusuke、Kinoshita Taroh、Uchiyama Yasuo、Koike Masato
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 6 号: 3 ページ: 0427-18
  • DOI: 10.1523/eneuro.0427-18.2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Technical Toolbox for Decoding Synaptic Complexity (2018)
  • 著者名/発表者名: Parajuli LK
  • 雑誌名: 順天堂醫事雑誌 巻: 64 号: 5 ページ: 386-391
  • DOI: 10.14789/jmj.2018.64.JMJ18-LN03
  • NAID: 130007535581
  • ISSN: 2187-9737, 2188-2126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Near-infrared deep brain stimulation via upconversion nanoparticle-mediated optogenetics. (2018)
  • 著者名/発表者名: Chen S, Weitemier AZ, Zeng X, He L, Wang X, Tao Y, Huang AJY, Hashimotodani Y, Kano M, Iwasaki H, Parajuli LK, Okabe S, Teh DBL, All AH, Tsutsui-Kimura I, Tanaka KF, Liu X, McHugh TJ.
  • 雑誌名: Science 巻: 359 号: 6376 ページ: 679-684
  • DOI: 10.1126/science.aaq1144
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Kv2 Ion Channels Determine the Expression and Localization of the Associated AMIGO-1 Cell Adhesion Molecule in Adult Brain Neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Bishop Hannah I.、Cobb Melanie M.、Kirmiz Michael、Parajuli Laxmi K.、Mandikian Danielle、Philp Ashleigh M.、Melnik Mikhail、Kuja-Panula Juha、Rauvala Heikki、Shigemoto Ryuichi、Murray Karl D.、Trimmer James S.
  • 雑誌名: Front Mol Neurosci. 巻: 11
  • DOI: 10.3389/fnmol.2018.00001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Unique synaptic topography of crest-type synapses in the interpeduncular nucleus. (2020)
  • 著者名/発表者名: Laxmi Kumar Parajuli, Masato Koike
  • 学会等名: 日本解剖学会第108回関東支部学術集会
• [学会発表] Developmental changes of spine morphology in the striatum and its alteration in Parkinson`s disease mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Parajuli Kumar Laxmi, Wako Ken, Maruo Suiki, Takahashi Ryosuke, Koike Masato
  • 学会等名: ABiS Symposium Okazaki
• [学会発表] Distinct age-dependent subcellular changes in a model mouse of Parkinson's disease as revealed by volumetric FIB/SEM imaging of striatum (2019)
  • 著者名/発表者名: Parajuli Kumar Laxmi, Wako Ken, Maruo Suiki, Takahashi Ryosuke, Koike Masato
  • 学会等名: 42nd Annual Meeting of the Japanese Neuroscience Society
• [図書] Multiphoton Microscopy (2019)
  • 著者名/発表者名: Ivar S. Stein, Travis C. Hill, Won Chan Oh, Laxmi K. Parajuli, Karen Zito
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: Springer Protocols
  • ISBN: 9781493997015
• [図書] Methods in Molecular Biology (2019)
  • 著者名/発表者名: Ai Takahashi-Nakazato, Laxmi Kumar Parajuli, Hirohide Iwasaki, Shinji Tanaka, Shigeo Okabe
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Springer Protocols
  • ISBN: 9781493990764