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眼球運動で揺動する視覚像の網膜情報処理機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06915
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関立命館大学

研究代表者

立花 政夫  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (60132734)

研究分担者 小池 千恵子  立命館大学, 薬学部, 教授 (80342723)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード網膜 / 網膜神経節細胞 / 受容野 / 眼球運動 / 周期的発火
研究開始時の研究の概要

本研究は、生態学的に意味のある動画刺激を用いて、網膜神経節細胞の各種サブタイプにおける視覚情報の符号化様式と機能を解析することを目的としている。具体的には、マウスの眼球運動を計測して網膜像の動きを模した広域動画刺激を作製し、剥離網膜標本にこの刺激を提示して網膜神経節細胞の応答をマルチ電極法やパッチクランプ法で記録・解析する。視覚系の階層的情報処理仮説を見直し、視覚モデル構築に新たな研究の枠組みを提供することを目指す。

研究成果の概要

網膜の視覚情報処理機構が内外の環境に依存して変化するか調べた。マウス上丘にトレーサーを注入して網膜神経節細胞を逆行性に蛍光標識し、形態から24サブタイプに分類した。電気生理学的手法で眼球運動を模した画像刺激に対する網膜神経節細胞の応答特性を調べたところ、キンギョ網膜と同様、マウス網膜でも受容野特性の変化が認められた。ON型双極細胞に発現するTRPM1チャネルを欠損させると、網膜構造はほとんど変化しなかったが、網膜神経節細胞がシナプス入力により異常な周期的発火を示した。また、網膜で細胞接着関わる関連遺伝子を欠損させると、視細胞層が乱れ、網膜神経節細胞が類似した異常な周期的発火を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

網膜のON型双極細胞に発現するTRPM1チャネルを欠損させると、網膜構造にほとんど変化がないにも関わらず、網膜神経節細胞は異常な周期的発火を示した。一方、外境界膜の細胞接着関連遺伝子を欠損させると構造異常はほぼ視細胞層に限局していたが、網膜神経節細胞に類似した異常な周期的発火が認められた。このように、網膜に発現する遺伝子を欠損させると、層構造の変化に程度の差異があっても、網膜回路ダイナミクスが変化して周期的発火を生じることが示唆された。網膜疾患患者における光視症等の原因探索の手がかりになると期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of Astaxanthin, Lutein, and Zeaxanthin on Eye-Hand Coordination and Smooth-Pursuit Eye Movement after Visual Display Terminal Operation in Healthy Subjects: A Randomized, Double-Blind Placebo-Controlled Intergroup Trial2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Keisuke、Sakai Osamu、Honda Tomoo、Kikuya Tomio、Takeda Ryuji、Sawabe Akiyoshi、Inaba Masamaru、Koike Chieko
    • 雑誌名

      nutrients

      巻: 15 号: 6 ページ: 1459-1459

    • DOI

      10.3390/nu15061459

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ablation of Ctrp9, Ligand of AdipoR1, and Lower Number of Cone Photoreceptors in Mouse Retina2022

    • 著者名/発表者名
      Inooka Daiki、Omori Yoshihiro、Ouchi Noriyuki、Ohashi Koji、Kawakami Yuto、Koyanagi Yoshito、Koike Chieko、Terasaki Hiroko、Nishiguchi Koji M.、Ueno Shinji
    • 雑誌名

      Investigative Opthalmology & Visual Science

      巻: 63 号: 5 ページ: 14-14

    • DOI

      10.1167/iovs.63.5.14

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mathematical analysis of phototransduction reaction parameters in rods and cones2022

    • 著者名/発表者名
      Takeda Yukari、Sato Kazuma、Hosoki Yukari、Tachibanaki Shuji、Koike Chieko、Amano Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 19529-19529

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23069-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mice with mutations in Trpm1, a gene in the locus of 15q13.3 microdeletion syndrome, display pronounced hyperactivity and decreased anxiety-like behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Hori Tesshu、Ikuta Shohei、Hattori Satoko、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Koike Chieko
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14:61 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00749-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global Jitter Motion of the Retinal Image Dynamically Alters the Receptive Field Properties of Retinal Ganglion Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Akihiro、Tachibana Masao
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.00979

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gene delivery to cone photoreceptors by subretinal injection of rAAV2/6 in the mouse retina2019

    • 著者名/発表者名
      Hori T, Fukutome M, Maejima C, Matsushima H, Kobayashi K, Kitazawa S, Kitahara R, Kitano K, Kobayashi K, Moritoh S, Koike C
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 515 号: 1 ページ: 222-227

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.05.117

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of critical flicker-fusion frequency measurement methods using a touchscreen-based visual temporal discrimination task in the behaving mouse2018

    • 著者名/発表者名
      Nomura, Y., Ikuta, S., Yokota, S., Mita, J., Oikawa, M., Matsushima, H., Amano, A., Shimonomura, K., Seya, Y., & Koike, C.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.12.001

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Trpm1欠損マウスにおける精神疾患様行動の原因探索2023

    • 著者名/発表者名
      岡部 俊太、岩尾 京春、堀 哲崇、生田 昌平、服部 聡子、高雄 啓三、宮川 剛、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Trpm1欠損マウスにおける精神疾患様行動の組織学的原因探索2023

    • 著者名/発表者名
      岩尾 京春、岡部 俊太、堀 哲崇、生田 昌平、服部 聡子、高雄 啓三、宮川 剛、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 網膜層構造形成における細胞接着因子Afadinの果たす役割2023

    • 著者名/発表者名
      澤田 綾、上野 明希子、井上 祐介、前嶋 千瀬都、高井 義美、三好 淳、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中枢神経系網膜シナプス形成メカニズムと機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      馬場 南帆、澤田 綾、張 培宇、上野 明希子、中村 史雄、三品 昌美、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 自由行動下におけるマウス視覚応答解析2023

    • 著者名/発表者名
      前田 隼希、首藤 浩伸、松山 武、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of glutamate release from individual ribbon and non-ribbon regions in the goldfish retinal bipolar cell terminal2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Oshima-Takago, Hirokazu Sakamoto, Yukihiro Nakamura, Shigeyuki Namiki, Kenzo Hirose, Masao Tachibana, Hideki Takago
    • 学会等名
      日本生理学会 第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] キンギョ網膜双極細胞終末端におけるシナプスリボン近位および遠位からのグルタミン酸放出の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      大島 知子、坂本 寛和、中村 行宏、廣瀬 謙造、立花 政夫、鷹合 秀輝
    • 学会等名
      第147回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 網膜層構造形成と細胞運命決定における aPKCλの役割2022

    • 著者名/発表者名
      澤田 綾、井上 祐介、西村 勇輝、前嶋 千瀬都、秋葉 唯、秋本 和憲、大野 茂男、小池 千恵子
    • 学会等名
      第45回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 網膜層構造形成における細胞極性因子の果たす役割2022

    • 著者名/発表者名
      澤田 綾、上野 明希子、井上 祐介、西村 勇輝、前嶋 千瀬都、秋葉 唯、秋本 和憲、大野 茂男、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会関西支部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Trpm1欠損マウスにおける精神疾患様行動の原因探索2022

    • 著者名/発表者名
      岡部 俊太、堀 哲崇、生田 昌平、岩尾 京春、服部 聡子、高雄 啓三、宮川 剛、小池千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会関西支部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 接着分子結合タンパク質欠損マウス網膜の光応答2022

    • 著者名/発表者名
      渡邉 美樹也、堀江 翔、澤田 綾、井上 祐介、前嶋 千瀬都、西村 勇輝、高井義美、三好 淳 、立花 政夫、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing glutamate release sites at the ribbon-type synapses in the goldfish retinal bipolar cell terminal.2022

    • 著者名/発表者名
      大島知子、坂本寛和、中村行宏、並木繁行、廣瀬謙造、立花政夫、鷹合秀輝
    • 学会等名
      第99回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional role of STAR RNA binding protein quaking in primary cultured Muller glia2021

    • 著者名/発表者名
      野田 涼帆、高橋 果子、近藤 佑樹、松原 綾音、植山 萌恵、川村 晃久、森藤暁、小池 千恵子
    • 学会等名
      第44回日本神経科学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Loss of Trpm1, the gene for the On bipolar cell transduction channel, in 15q13.3 microdeletion syndrome contributes to central behavioral deficits2021

    • 著者名/発表者名
      Chieko Koike, Tesshu Hori, Shohei Ikuta, Satoko Hattori, Keizo Takao, Tsuyoshi Miyakawa
    • 学会等名
      Neuroscience 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unveiling glutamate release sites at the ribbon-type synapses in the goldfish retinal bipolar cell terminal.2021

    • 著者名/発表者名
      大島知子、坂本寛和、中村行宏、並木繁行、廣瀬謙造、立花政夫、鷹合秀輝
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] キンギョ網膜双極細胞リボンシナプスにおけるグルタミン酸イメージング.2021

    • 著者名/発表者名
      大島 知子, 坂本 寛和, 中村 行宏, 並木 繁行, 廣瀬 謙造, 立花 政夫, 鷹合 秀輝.
    • 学会等名
      合同大会 第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会/第98回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Novel imaging of glutamate release from the ribbon type synapses of goldfish retinal bipolar cell terminal.2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Oshima-Takago, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki, Kenzo Hirose, Masao Tachibana, Hideki Takago.
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 網膜双極細胞リボンシナプスにおけるグルタミン酸放出の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      大島 知子、坂本 寛和、並木 繁行、廣瀬 謙造、立花 政夫、鷹合 秀輝
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 視覚異常マウスにおける精神疾患様行動の発現機構解析2020

    • 著者名/発表者名
      堀 哲崇、生田 昌平、吉田 智和、首藤 浩伸、小池 千恵子
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会(京都)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Rapid and coordinated processing of global motion images by local clusters of retinal ganglion cells2019

    • 著者名/発表者名
      Masao Tachibana, Akihiro Matsumoto
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Rapid and coordinated processing of global motion images by local clusters of retinal ganglion cells2019

    • 著者名/発表者名
      Masao Tachibana, Akihiro Matsumoto
    • 学会等名
      APCV2019 15th Asia-Pacific Conference on Vision
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AAV2/6 transduce to cone photoreceptors.2019

    • 著者名/発表者名
      Tesshu Hori, Masashi Fukutome, Chiseto Maejima, Satoru Moritoh, Kenta Kobayashi, Chieko Koike
    • 学会等名
      Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] STAR RNA 結合タンパクQuakingのミューラーグリアにおける機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 果子、松原 綺音、十河 孝浩、川村 晃久、森藤 暁、小池 千恵子
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会・第62回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス網膜における AAVの感染指向性2019

    • 著者名/発表者名
      福留 雅史、堀 哲崇、前嶋 千瀬都、小林 憲太、森藤 暁、小池 千恵子
    • 学会等名
      第42回日本神経科学会大会・第62回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 神経発生システム研究室へようこそ!

    • URL

      https://www.ritsumei.ac.jp/pharmacy/koike/koikelab/Home.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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