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ヒト手術標本を用いたてんかん原性ネットワークのイメージング解析と制御

研究課題

研究課題/領域番号 19H03542
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分51030:病態神経科学関連
研究機関公立小松大学 (2021-2022)
新潟大学 (2019-2020)

研究代表者

北浦 弘樹  公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (80401769)

研究分担者 才津 浩智  浜松医科大学, 医学部, 教授 (40402838)
清水 宏  新潟大学, 脳研究所, 准教授 (40608767)
柿田 明美  新潟大学, 脳研究所, 教授 (80281012)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワードてんかん / 光イメージング / 神経病理 / 海馬硬化症 / 限局性皮質異形成 / ヒト脳スライス / 光学的イメージング / 電気生理 / 光学的イメージング解析 / 3次元的形態解析 / ヒト / 病理学的解析 / ex vivo / 病態生理学 / 神経病理学 / ヒト脳スライス標本 / トランスクリプトーム解析 / イメージング / カルシウムイメージング / 病理組織学的解析
研究開始時の研究の概要

てんかん焦点は発生異常のみならず腫瘍や炎症など多様な病因により形成される。そこで、本申請課題では個々の病理学的所見に対応した固有のてんかん原性機序が存在しているかを検証し、それらに最も適した制御法を検討する。高速共焦点顕微鏡を用いた単一神経細胞レベルのカルシウムイメージング法により、てんかん動的ネットワークを可視化して、その病態生理学的特徴を解析する。一連の実験結果を臨床データとも突き合わせ、実験生理学的なてんかん原性機序から見たてんかん病態の再構築を試み、それらに最適な制御方法を明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

薬物抵抗性の難治てんかん患者において、手術による切除標本から神経活動を光学的イメージング法により解析し、病理学的所見との対比によるてんかん原性の 検討を行った。主な対象患者は海綿状血管腫(CA), 限局性皮質異形成(FCD)、結節性硬化症(TSC)、海馬硬化症(HS)であった。てんかん病巣の病理学的に異なった基盤に応じて異なった異常興奮波の発生ならびにその興奮伝播様式を捉えることが可能となった。また、新規抗てんかん薬候補化合物を灌流した結果、濃度依存性に自発性の異常興奮発生頻度が抑制される様子が明らかとなった。さらにこの抑制様式はカルバマゼピンによる抑制様式とは異なるものであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,実際のてんかん患者から切除された焦点組織の異常神経活動をミクロレベルで捕捉し、その制御を検討したするもので,そこから得られた成果は臨床研究と基礎研究を橋渡しする位置付けにある。こうした研究の方向性は、世界的に見ても独自性が高い。動物モデルを用いた実験系ではカバーできない病理学的多様性を対象としながらも、動物実験レベルの精密性と自由度を持った実験展開が可能である。そのため、ヒトの焦点組織を対象としながらも、まだ薬になっていない候補化合物を適用してその薬理作用の検討を行うことも可能とし、臨床的な薬物療法のエビデンスに貢献できるものである。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] USP10 Inhibits Aberrant Cytoplasmic Aggregation of TDP-43 by Promoting Stress Granule Clearance2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Masahiko、Kitaura Hiroki、Kakita Akiyoshi、Kakihana Taichi、Katsuragi Yoshinori、Onodera Osamu、Iwakura Yuriko、Nawa Hiroyuki、Komatsu Masaaki、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 42 号: 3

    • DOI

      10.1128/mcb.00393-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep learning-based diagnosis of temporal lobe epilepsy associated with hippocampal sclerosis: An MRI study2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Y, Fukuda M, Matsuzawa H, Masuda H, Kobayashi Y, Hasegawa N, Kitaura H, Kakita A, Fujii Y.
    • 雑誌名

      Epilepsy Res

      巻: 178 ページ: 106815-106815

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2021.106815

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reactive astrocytes contribute to epileptogenesis in patients with cavernous angioma2021

    • 著者名/発表者名
      Kitaura H, Hiraishi T, Itoh Y, Oishi M, Fujii Y, Fukuda M, Kakita A.
    • 雑誌名

      Epilepsy Res

      巻: 176 ページ: 106732-106732

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2021.106732

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proteomic profile differentiating between mesial temporal lobe epilepsy with and without hippocampal sclerosis2020

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Ayako、Kakita Akiyoshi、Chiba Yoichi、Kitaura Hiroki、Fujii Yukihiko、Fukuda Masafumi、Kameyama Shigeki、Shimada Atsuyoshi
    • 雑誌名

      Epilepsy Research

      巻: 168 ページ: 106502-106502

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2020.106502

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Longitudinal GluCEST MRI Changes and Cerebral Blood Flow in 5xFAD Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Hironaka、Ueki Satoshi、Kitaura Hiroki、Kera Tae、Ohno Ken、Ohkubo Masaki、Terumitsu-Tsujita Mika、Kakita Akiyoshi、Kwee Ingrid L
    • 雑誌名

      Contrast Media & Molecular Imaging

      巻: 2020 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1155/2020/8831936

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Versatile whole-organ/body staining and imaging based on electrolyte-gel properties of biological tissues2020

    • 著者名/発表者名
      Susaki Etsuo A.、Shimizu Chika、Kuno Akihiro、Tainaka Kazuki、Li Xiang、Shibayama Mitsuhiro、Ueda Hiroki R. et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1982-1982

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15906-5

    • NAID

      120006956725

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Skull diplo? is rich in aquaporin-42020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Yuji、Kitaura Hiroki、Nakamura Yukimi、Kakita Akiyoshi、Huber Vincent J.、Capozzoli Nicholas、Kwee Ingrid L.、Nakada Tsutomu
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 号: 1 ページ: e03259-e03259

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e03259

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] G3BP1 inhibits ubiquitinated protein aggregations induced by p62 and USP102019

    • 著者名/発表者名
      Anisimov S, Takahashi M, Kakihana T, Katsuragi Y, Kitaura H, Zhang L, Kakita A, Fujii M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 12896-12896

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46237-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] USP10 is a critical factor for Tau-positive stress granule formation in neuronal cells2019

    • 著者名/発表者名
      Piatnitskaia S, Takahashi M, Kitaura H, Katsuragi Y, Kakihana T, Zhang L, Kakita A, Iwakura Y, Nawa H, Miura T, Ikeuchi T, Hara T, Fujii M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10591-10591

    • DOI

      10.1038/s41598-019-47033-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reciprocal connectivity between secondary auditory cortical field and amygdala in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukano H, Hou X, Horie M, Kitaura H, Nishio N, Hishida R, Takahashi K, Kakita A, Takebayashi H, Sugiyama S, Shibuki K
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 19610-19610

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56092-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Epileptogenic mechanisms in resected foci are different between LEAT and TS2021

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹
    • 学会等名
      第10回生理研・霊長研・新潟脳研合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The epileptogenic mechanisms of Tuberous Sclerosis investigated by ex vivo optical imaging2020

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹
    • 学会等名
      第61回日本神経病理学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of epileptogenic activities in human hippocampal slices ex vivo.2020

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] てんかん焦点組織の生理学的多様性2020

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹
    • 学会等名
      愛知県医療療育総合センター発達障害研究所 公開セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 基礎から探るてんかん病態:臨床に役立つ知見2019

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹、福多真史、藤井幸彦、柿田明美
    • 学会等名
      第53回日本てんかん学会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] てんかんにおけるグリアの役割:AMED研究のシーズ2019

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹、福多真史、藤井幸彦、柿田明美
    • 学会等名
      第53回日本てんかん学会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] てんかんの病理2019

    • 著者名/発表者名
      北浦弘樹
    • 学会等名
      第60回日本神経病理学会 教育セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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