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脳血流の増強による神経修飾作用:認知症予防のためのエビデンス創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K07795
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51010:基盤脳科学関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

正本 和人  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (60455384)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード脳循環代謝 / 神経血管連関 / 医用画像工学 / 脳微小循環 / 神経血管アンカップリング / 神経血管カップリング / 大規模画像解析 / 行動解析 / 遠隔モニター / 運動と脳機能 / 二光子顕微鏡 / 脳血流
研究開始時の研究の概要

認知症は、高齢者の5人に1人が罹患する恐れのある深刻な脳の疾患である.しかし、認知症に対する根本的な治療法は未だ確立されていない.これまでの研究によって、認知症の発症および病態の増悪には、脳の血流の低下が密接に関係することが分かっている.しかし、脳の血流低下と認知症の発症との因果関係は明らかではない.そこで、本研究では認知症のモデルマウスと応募者が得意とする各種in vivo 細胞イメージングの手法を用いて認知症における脳の血流低下と認知症発症との因果関係を明らかにし、認知症に対する確度の高い予防法を確立することを目的とする.

研究成果の概要

認知症は、高齢者の5人に1人が罹患する恐れのある深刻な脳の疾患である.しかし、認知症に対する根本的な治療法は未だ確立されていない.これまでの研究によって、認知症の発症および病態の増悪には、脳の血流の低下が密接に関係することが分かっている.本研究では、脳の活動時にみられる脳の血管反応性を評価し、認知症の早期発見ならびに予防法の確立につながる基盤データの取得を目的として実施した。また、実験動物を用いて脳血管反応性が低下した際の認知機能への影響を明らかにすることで、脳血管の機能的応答の障害と認知症の発症および進行との因果関係を明らかにすることを目指した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、脳の血管機能を評価する手法として安静時の脳血流の揺らぎに注目する手法を提案した。脳血流の揺らぎは脳の毛細血管の密度を反映する。脳の毛細血管の密度を維持するためには、脳血流を適度に維持することが重要であると考えられる。このことは、脳毛細血管血流の不全によって脳毛細血管が遅発性に脱落するという実験結果とも符合する。したがって今後は、老化の過程のみならず、発達成長における脳毛細血管ネットワークの形成度に関して将来的な認知症発症との因果関係について明らかにする必要がある。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 12件、 招待講演 15件)

  • [雑誌論文] 実験動物の画像情報に基づいた行動評価法の提案:撮像のフレームレートによる影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      村田 樹里、濱谷 ひかる、井上 幹太、矢野 祐希、吉田 智毅、新澤 智也、須貸 拓馬、正本 和人
    • 雑誌名

      生体医工学

      巻: 59 号: 6 ページ: 139-145

    • DOI

      10.11239/jsmbe.59.139

    • NAID

      130008158128

    • ISSN
      1347-443X, 1881-4379
    • 年月日
      2021-12-10
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Error Evaluation for Automated Diameter Measurements of Cerebral Capillaries Captured with Two-Photon Laser Scanning Fluorescence Microscopy.2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Sugashi T, Takeda H, Takuwa H, Kanno I, Masamoto K.
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol.

      巻: 1269 ページ: 241-245

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time Series Tracking of Cerebral Microvascular Adaptation to Hypoxia and Hyperoxia Imaged with Repeated In Vivo Two-Photon Microscopy.2021

    • 著者名/発表者名
      Sugashi T, Niizawa T, Suzuki H, Takuwa H, Unekawa M, Tomita Y, Kanno I, Masamoto K.
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol.

      巻: 1269 ページ: 323-327

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three‐dimensional microvascular network reconstruction from in vivo images with adaptation of the regional inhomogeneity in the signal‐to‐noise ratio2021

    • 著者名/発表者名
      Sugashi Takuma、Yuki Hiroya、Niizawa Tomoya、Takuwa Hiroyuki、Kanno Iwao、Masamoto Kazuto
    • 雑誌名

      Microcirculation

      巻: in press 号: 5

    • DOI

      10.1111/micc.12697

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential pial and penetrating arterial responses examined by optogenetic activation of astrocytes and neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama N., Unekawa M., Tomita Y. Suzuki N. Nakahara J. Takuwa H., Kanno I., Matsui K., Tanaka K.F., Masamoto K.
    • 雑誌名

      J Cereb Blood Flo Metab

      巻: - 号: 10 ページ: 2676-2689

    • DOI

      10.1177/0271678x211010355

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Image Analysis of Blood Cell Interactions in the Cerebral Microcirculation of the Anesthetized Rat2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya NIIZAWA, Ruka SAKURABA, Takuma SUGASHI, Maho KOTANI, Iwao KANNO, Kazuto MASAMOTO
    • 学会等名
      第47回 日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structural and functional plasticity of cerebral microcirculation2022

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第47回 日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 教育講演4「神経血管カップリングの基礎と応用」2022

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第24回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Image-based analysis of a flow velocity gradient at the cerebral capillary bifurcations.2021

    • 著者名/発表者名
      新澤智也、桜庭瑠華、須貸拓馬、菅野 巖、正本 和人
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Automated quantification of vascular diameters at the branch captured with two-photon microscopy.2021

    • 著者名/発表者名
      Takuma Sugashi, Tomoya Niizawa, Hiroki Suzuki, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Neurovascular Coupling: Spatiotemporal Coordination of Brain Blood Flow during Brain Function.2021

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第60回日本生体医工学会大会「脳の機能とメカニクス」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質毛細血管分岐・合流部における赤血球流れに関する時空間動態解析2021

    • 著者名/発表者名
      新澤智也、櫻庭瑠華、須貸拓馬、菅野巖、正本和人
    • 学会等名
      第64回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation of cerebral microcirculation flow via photo-stimulation to vascular mural cells with optogenetics.2021

    • 著者名/発表者名
      Juri Murata, Mitsuhiro Oishi, Miyuki Unekawa, Iwao Kanno, Yutaka Tomita, Kenji Tanaka, Jin Nakahara, Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      第46回 日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 神経血管カップリングの可視化と光操作2021

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会 第80回学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳毛細血管における血流動態イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第11回日本脳血管・認知症学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光を用いた脳微小循環動態のイメージングと操作2021

    • 著者名/発表者名
      正本和人、村田樹里、畝川美悠紀、冨田裕、菅野巖
    • 学会等名
      第37回スパズムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Focal and conducted vasodilation in the neurovascular coupling2021

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      IBS Conference: Brain Science Functional Interplay between Neurons and Glia
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and quantification of capillary network flow.2021

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      Brain Capillary Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Red blood cell flow dynamics at bifurcations of the brain capillaries.2021

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K, Sakuraba R, Niizawa T
    • 学会等名
      The 7th Biomedical Imaging and Sensing Conference (BISC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two-photon imaging of BOLD fMRI physiology.2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuto Masamoto
    • 学会等名
      Pre-Con II. Stroke in the Lab World: Novel Approaches in Studying Brain Metabolism and Function
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 【教育講演】光を用いた脳微小循環動態のイメージングと操作2021

    • 著者名/発表者名
      正本和人、村田樹里、畝川美悠紀、冨田裕、菅野巖
    • 学会等名
      第37回スパズムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳毛細血管分岐における赤血球の流れと血管の構造2020

    • 著者名/発表者名
      櫻庭瑠華、日下智哉、須貸拓馬、菅野巖、正本和人
    • 学会等名
      第63回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Optogenetic manipulation of cerebral microcirculation by transcranial photostimulation to the channelrhodopsin-2 expressing mouse brains.2020

    • 著者名/発表者名
      Murata J, Hatakeyana N, Unekawa M, Kanno I, Tomita Y, Tanaka K, Nakahara J, Masamoto K.
    • 学会等名
      第45回日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal Correlation Analysis of the Capillary Red Blood Cell Flow and Vessel Diameters in the Anesthetized Rat Cortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba R, Kusaka T, Sugashi T, Masamoto K
    • 学会等名
      第45回日本微小循環学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光刺激による脳血流の低下と血管内塞栓物のダイナミクスに関する二光子顕微鏡イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      村田樹里, 大石光洋, 畝川美悠紀, 伊澤良兼, 冨田 裕, 菅野 巖, 中原 仁, 田中謙二, 正本和人:
    • 学会等名
      第33回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamic mapping of fluorescent red blood cell and plasma flow in the anesthetized rat cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Kusaka T, Kurihara Y, Sugashi T, Masamoto K
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large-scale analysis of capillary responses using 3D imaging data sets of two-photon microscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Sugashi T, Takuwa H, Kanno I, Masamoto K
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantitative volumetric analysis and time scope tracking of cerebral microvascular networks imaged with in vivo two-photon microscopy.2019

    • 著者名/発表者名
      Sugashi T, Niizawa T, Suzuki H, Masamoto K
    • 学会等名
      ISOTT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cerebral capillary dilation and constriction in the somatosensory cortex of awake mouse: in vivo two-photon microscopic studies.2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki H, Sugashi T, Takeda H, Takuwa H, Kanno I, Bin J, Sahara N, Higuchi M, Masamoto K
    • 学会等名
      ISOTT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cellular imaging of the neurovascular unit.2019

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019 Symposium Hot Techniques in Neuroimaging of Cerebrovascular Diseases
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical imaging and modulatino of cerebral microcirculation.2019

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      Brain & Brain PET 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activity-induced changes in cerebral microcirculation.2019

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      Brain 2019 Satellite Workshop Advances in Multi-Scale Neuroimaging of Blood Flow and Metabolism in relation to Brain Activity
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stability and plasticity of the neurovascular unit.2019

    • 著者名/発表者名
      Masamoto K
    • 学会等名
      Cajal course on Brain Homeostasis and Neurovascular Coupling
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳微小血管床における赤血球の滞在時間の定量化と血管径の計測2019

    • 著者名/発表者名
      櫻庭瑠華, 日下智哉,須貸拓馬,正本和人
    • 学会等名
      第26回医用近赤外線分光法研究会・第23回酸素ダイナミクス研究会・合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスによる脳血管平滑筋賦活時の脳血流量抑制モデル2019

    • 著者名/発表者名
      村田樹里、大石光洋、畠山菜緒、正本和人、畝川美悠紀、菅野 巖、田中謙二、冨田 裕、伊澤良兼、中原 仁
    • 学会等名
      第62回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ICG血管造影画像における輝度時間曲線の立ち上がりスロープと血流速の評価2019

    • 著者名/発表者名
      新澤ともや,須貸拓馬,寺尾 聡,永井 睦,石川眞実,正本和人
    • 学会等名
      第62回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光感受性のチャネルタンパク質を血管平滑筋細胞に発現させたマウス大脳における光刺激誘発性の脳血流応答計測2019

    • 著者名/発表者名
      村田樹里、大石光洋、畝川美悠紀、伊澤良兼、菅野 巖、冨田 裕、中原 仁、田中謙二、正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳虚血後の神経血管ユニット:脳微小血管ネットワークの破綻とリモデリング2019

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第62回日本脳循環代謝学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳の神経血管連関と酸素輸送ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      正本和人
    • 学会等名
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発運動による脳血行動態への影響2019

    • 著者名/発表者名
      吉田智毅,濱谷ひかる,正本和人
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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