脳梗塞後の組織炎症におけるアストロサイトの神経保護作用の可視化解析

• 研究課題/領域番号: 18K14915
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分47040:薬理学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関谷 敬 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (40511374)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: イメージング / 脳梗塞 / グリア細胞 / 神経細胞 / ATP / アストロサイト / 大脳皮質 / 視覚野

研究成果の概要

脳梗塞では、血流量の低下したペナンブラと呼ばれる梗塞巣周辺領域において、神経細胞死が進行することが大きな問題であるが、詳細な病態生理には不明な点が多い。本研究では、脳梗塞後の病態生理のより詳細な理解を通して、新しい治療法の開発につなげることを目的とし、病態をより忠実に反映する血栓塞栓モデルを作製し、神経細胞とグリア細胞の活動を蛍光イメージングにより可視化解析を行った。さらに、グリオトランスミッターである細胞外ATPの蛍光イメージングを実現することで、グリア細胞が神経活動の抑制を通して、神経細胞を保護する働きを持つ可能性を示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳梗塞は、死亡原因の上位に位置し、死に至らなくても重篤な後遺症が残り得る疾患で、社会に対する負荷も重大である。しかし、脳梗塞は、ヒトを対象とした研究には困難があるなどの理由から、病態の理解は十分ではない。本研究で得られた神経細胞およびグリア細胞の活動動態や、シグナル分子であるグリオトランスミッターの細胞外動態などは、脳梗塞後の病態生理のより詳細な理解に重要であり、病態を踏まえた積極的な治療法の実現に有用であることが十分に期待される。

研究成果

• [雑誌論文] In vivo Fluorescence Imaging of Extracellular ATP in the Mouse Cerebral Cortex with a Hybrid-type Optical Sensor. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitajima N, Takikawa K, Sekiya H, Asanuma D, Sakamoto H, Namiki S, Iino M, Hirose K.
  • 雑誌名: Bio Protoc. 巻: 11 号: 11 ページ: 1-16
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.4046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vivo fluorescence imaging of extracellular ATP in the mouse cerebral cortex with a hybrid-type optical sensor (2021)
  • 著者名/発表者名: Nami Kitajima, Kenji Takikawa, Hiroshi Sekiya, Daisuke Asanuma, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki, Masamitsu Iino and Kenzo Hirose
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Real-time in vivo imaging of extracellular ATP in the brain with a hybrid-type fluorescent sensor (2020)
  • 著者名/発表者名: Kitajima N, Takikawa K, Sekiya H, Satoh K, Asanuma D, Sakamoto H, Takahashi S, Hanaoka K, Urano Y, Namiki S, Iino M, Hirose K
  • 雑誌名: eLife 巻: 9 ページ: 1-18
  • DOI: 10.7554/elife.57544
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A three-dimensional single-cell-resolution whole-brain atlas using CUBIC-X expansion microscopy and tissue clearing (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami Tatsuya C.、Mano Tomoyuki、Saikawa Shu、Horiguchi Shuhei A.、Shigeta Daichi、Baba Kousuke、Sekiya Hiroshi、Shimizu Yoshihiro、Tanaka Kenji F.、Kiyonari Hiroshi、Iino Masamitsu、Mochizuki Hideki、Tainaka Kazuki、Ueda Hiroki R.
  • 雑誌名: Nat Neurosci 巻: 21 号: 4 ページ: 627-637
  • DOI: 10.1038/s41593-018-0109-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Landscape for Tissue Clearing Based on Hydrophilic Reagents. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tainaka K, Murakami TC, Susaki EA, Shimizu C, Saito R, Takahashi K, Hayashi-Takagi A, Sekiya H, Arima Y, Nojima S, Ikemura M, Ushiku T, Shimizu Y, Murakami M, Tanaka KF, Iino M, Kasai H, Sasaoka T, Kobayashi K, Miyazono K, Morii E, Isa T, Fukayama M, Kakita A, Ueda HR.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 24 号: 8 ページ: 2196-2210
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.07.056
  • NAID: 120006542018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 脳虚血における細胞外ATP動態の生体内蛍光イメージング (2021)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美, 瀧川 健司, 関谷 敬, 浅沼 大祐, 坂本 寛和, 並木 繁行, 飯野 正光, 廣瀬 謙造
  • 学会等名: 第94回日本薬理学会年会
• [学会発表] 大脳皮質における細胞外ATP動態のin vivo蛍光イメージング (2020)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美, 瀧川 健司, 関谷 敬, 浅沼 大祐, 坂本 寛和, 並木 繁行, 飯野 正光, 廣瀬 謙造
  • 学会等名: 生理学研究所研究会
• [学会発表] 大脳皮質における細胞外ATP動態のin vivo蛍光イメージング (2019)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、瀧川 健司、関谷 敬、並木 繁行、飯野 正光、廣瀬 謙造
  • 学会等名: 第140回日本薬理学会関東部会