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末梢感覚機能喪失後の中枢神経回路再編過程における感覚情報の統合のメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K24025
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0906:生体機能および感覚に関する外科学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

浦田 真次  東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60849404)

研究期間 (年度) 2021-03-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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)
キーワード感覚障害 / 難聴 / 平衡障害 / 嗅覚障害 / 感覚中枢 / 可塑性 / 多感覚統合 / マルチセンシング / 聴覚 / 平衡覚 / 嗅覚 / 視覚 / 感覚統合
研究開始時の研究の概要

感覚刺激(音・重力・角加速度・光・匂い)は常時入力されているが、解剖学的構造による時空間解像度の制約のため、各末梢受容器から中枢に至る伝導路における神経回路形成及び複数感覚情報の統合について、同時に解析することはこれまで不可能であった。本研究では、超時空間制御下に末梢から中枢の聴覚伝導路(蝸牛神経核、下丘、聴皮質)、前庭伝導路(前庭神経核、小脳前庭、前庭皮質)、視覚伝導路(上丘、視覚皮質)、嗅覚伝導路(糸状体、嗅内野皮質)における、多点同時in vivo imagingと組織透明化によるイメージングを用いて、末梢感覚機能喪失後の中枢神経回路再編過程における感覚情報の統合のメカニズム解明を行う。

研究成果の概要

本研究の目的は、聴覚、平衡覚、嗅覚などの末梢感覚機能が長期にわたり傷害された際に、中枢神経回路の変化を解析することで、中枢代償のメカニズムを明らかにすることである。
AAVを用いて聴覚皮質、前庭神経核、嗅球の神経細胞にGCaMPを発現させ、GRINレンズ挿入後にUCLA miniscopeを接続し神経活動のカルシウムイメージングを行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

難聴、めまい、嗅覚障害は独立事象ではなく、実臨床での感覚障害は多岐にわたる。本研究では感覚中枢領域の多点同時イメージング技術を確立し、末梢神経傷害後に長期に観察することを目的とした。
本研究では、AAVを用いて聴覚皮質、前庭神経核、嗅球にGCaMPを発現させ、GRINレンズごしに小型内視鏡(UCLA mini scope)を用いてCaイメージングできる技術を確立させてた。一方、scopeの干渉により多点観察は聴覚皮質と嗅球のみで可能であった。本研究目的の達成には体動補正、scopeの小型化、高感度カルシウムセンサーの開発、などさらなる検討が必要である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional mouse cochlea imaging based on the modified Sca/eS using confocal microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Urata S, Okabe S
    • 雑誌名

      Anatomical Science International

      巻: - 号: 3 ページ: 309-317

    • DOI

      10.1007/s12565-023-00703-z

    • 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] In vivo Chronic Two-Photon Imaging of Microglia in the Mouse Hippocampus2022

    • 著者名/発表者名
      Kamei Ryosuke、Urata Shinji、Maruoka Hisato、Okabe Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: - 号: 185

    • DOI

      10.3791/64104

    • 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] Prolonged and extended impacts of SARS-CoV-2 on the olfactory neurocircuit2022

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto-Urata Megumi、Urata Shinji、Kagoya Ryoji、Imamura Fumiaki、Nagayama Shin、Reyna Rachel A.、Maruyama Junki、Yamasoba Tatsuya、Kondo Kenji、Hasegawa-Ishii Sanae、Paessler Slobodan
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 5728-5728

    • DOI

      10.1038/s41598-022-09731-7

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regeneration Profiles of Olfactory Epithelium after SARS-CoV-2 Infection in Golden Syrian Hamsters2021

    • 著者名/発表者名
      Urata Shinji、Maruyama Junki、Kishimoto-Urata Megumi、Sattler Rachel A.、Cook Rebecca、Lin Nantian、Yamasoba Tatsuya、Makishima Tomoko、Paessler Slobodan
    • 雑誌名

      ACS Chemical Neuroscience

      巻: 12 号: 4 ページ: 589-595

    • DOI

      10.1021/acschemneuro.0c00649

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cellular cartography of the organ of Corti based on optical tissue clearing and machine learning2019

    • 著者名/発表者名
      Urata Shinji、Iida Tadatsune、Yamamoto Masamichi、Mizushima Yu、Fujimoto Chisato、Matsumoto Yu、Yamasoba Tatsuya、Okabe Shigeo
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8

    • DOI

      10.7554/elife.40946

    • 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] A Novel Technique for Imaging and Analysis of Hair Cells in the Organ of Corti Using Modified Sca/eS and Machine Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Urata Shinji、Iida Tadatsune、Suzuki Yuri、Lin Shiou-Yuh、Mizushima Yu、Fujimoto Chisato、Matsumoto Yu、Yamasoba Tastuya
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 9 号: 16

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.3342

    • 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] 新規透明化手法(modified Sca/eS)を用いた蝸牛全解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦田真次
    • 学会等名
      第64回日本聴覚医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢における聴覚認知機能イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      浦田真次
    • 学会等名
      第29回日本耳科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2024-12-25  

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