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アストロサイトによるシナプス機能調節機構解明とその脳内局所異常が行動に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 20019032
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

池中 一裕  生理学研究所, 分子生理研究系, 教授 (00144527)

研究分担者 藤井 聡  山形大学, 医学部, 教授 (80173384)
研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2009年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2008年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードグリア細胞 / アストロサイト / ATP / 海馬 / 作業記憶 / アデノシン / LTP / Alexander病 / アレキサンダー病 / セルセンサー / 長期増強
研究概要

アストロサイトに凝集体が形成されるAlexander病モデルマウスの脳の機能を調べれば、アストロサイトのどのような異常が、どのような脳機能に関与するか明らかにすることができる。このコンセプトの元、我々はAlexander病モデルマウスの網羅的行動解析を行ったところモデルマウスでは作業記憶が優れているという興味深い結果を得た。Alexander病モデルマウスでは特に海馬領域で凝集体形成が多いこと、作業記憶は海馬依存的な行動であることから、海馬に焦点をあててその電気生理学的な性質を調べた。
モデルマウス海馬スライスにおいて野生型ではLTPに至らない100 Hz10発の刺激でもLTPが起こることを見いだした。興奮性シナプス伝達に変化は無いがGABAの放出能力が低下していたことから、LTPの起こりやすさは抑制系の抑制によって生じていると結論した。抑制系の抑制は低濃度のアデノシンを潅流液に追加した場合でも観察される。アストロサイトからATPが放出されること、そのATPは速やかにアデノシンに変換されることから、モデルマウスのアストロサイトからATPが多く放出されているのではないかと仮説を立て、実験を行った。ATPの自発放出をルシフェリン:ルシフェラーゼ反応による発光としてとらえ、その放出頻度を比較したところ、モデルマウスでは野生型よりも1.5倍多くATPを放出することがわかった。以上のことから、Alexander病モデルマウスでは凝集体形成によってATPの放出が増加し、それがすみやかにアデノシンへ変換され、抑制性神経をtonicに抑制することによって海馬神経回路の興奮を高め、海馬依存的な学習を促進することが明らかになった。本研究によってグリオトランスミッターATPの放出増加が作業記憶を元進にいたる過程、すなわち分子から行動までを統合的に理解することが出来た。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] 白質の可塑性と疾患との関わり2010

    • 著者名/発表者名
      田中謙二、池中一裕
    • 雑誌名

      実験医学 28:5

      ページ: 194-199

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Induction of paranodal myelin detachment and sodium channel loss in vivo by Campylobacter jejuni DNA-binding protein from starved cells(C-Dps)in myelinated nerve fibers2010

    • 著者名/発表者名
      Piao H, Minohara M, Kawamura N, Li W, Mizunoe Y, Umehara F, Goto Y, Kusunoki S, Matsushita T, Ikenaka K, Maejima T, Nabekura J, Yamasaki R, Kira J.
    • 雑誌名

      J Neurol Sci 288

      ページ: 54-62

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactions and decreased conduction velocities2009

    • 著者名/発表者名
      Tanaka H, Ma J, Tanaka KF, Takao K, Komada K, Suzuki A, Ishibashi T, Baba H, Isa T, Shigemoto R, Ono K, Miyakawa T, Ikenaka K
    • 雑誌名

      J Neurosci 29

      ページ: 8363-8371

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多発性硬化症、慢性脱髄巣におけるオリゴデンドロサイトの分化制御2009

    • 著者名/発表者名
      池中一裕、清水崇弘、田中謙二
    • 雑誌名

      Neuroimmunology 17:2

      ページ: 173-176

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] GFAP aggregates in the cochlear nerve increase the noise vulnerability of sensory cells in the organ of Corti in the murine model of Alexander disease2008

    • 著者名/発表者名
      Masuda M, Tanaka KF, Kanazaki S, Wakabayashi K, Oishi N, Suzuki T, Ikenaka K & Ogawa K
    • 雑誌名

      Neurosci Res 62

      ページ: 15-24

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regional-and Temporal-dependent changes in the differentiation of Olig2 progenitors in the forebrain, and the impact on astrocyte developme nt in the dorsal pallium2008

    • 著者名/発表者名
      Ono K, Takebayashi H, Ikeda K, Furusho M, Nishizawa T, Wat anabe K & Ikenaka K
    • 雑誌名

      Dev Biol 320

      ページ: 456-468

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tamoxifen modulates apoptosis in multiple modes of action in CreER m ice2008

    • 著者名/発表者名
      Takebayashi H, Usui N, Ono K & Ikenaka K
    • 雑誌名

      Genesis 46

      ページ: 775-781

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genetic fate mapping of Olig2 progenitors in the injured adult cerebral cortex reveals preferential differentiation into astrocytes2008

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi K, Takebayashi H, Man abe T, TanakaKF, Makinodan M, Yamauchi T, Makinodan E, M atsuyoshi H, Okuda H, Ikenaka K & Wanaka A
    • 雑誌名

      Neurosci Res 86

      ページ: 3494-3502

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional central nervous system myelin repair in an adult mouse model of demyelination caused by proteolipid protein overexpression

    • 著者名/発表者名
      Espinosa-Jeffrey A, Hitoshi S, Zhao P, Awosika O, Agbo C, Olaniyan E, Garcia J, Valera R, Thomassian A, Chang-Wei R, Yamaguchi M, de Vellis J, Ikenaka K
    • 雑誌名

      J Neurosci Res (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FAST(Flexible Accelerated STOP TetO-knockin): a versatile and efficient new gene modulating system

    • 著者名/発表者名
      Tanaka K.F., Ahmari S.E., Leonardo E.D., Richardson-Jones J.W., Budreck E.C., Scheiffele P, Sugio S, Inamura N, Ikenaka K, Hen R
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脱髄疾患モデルマウスにおけるOlig2+細胞の細胞系譜追跡2009

    • 著者名/発表者名
      Shimizu T, Tanaka KF, Takebayashi H, Ikenaka K
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2009-09-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 発生期後根神経節におけるOlig2ノックアウトマウスの新規表現型2009

    • 著者名/発表者名
      Usui N, Watanabe K, Ono K, Tamamaki N, Ikenaka K, Takebayashi H
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 脱髄時におけるミクログリアの遺伝子発現変化2009

    • 著者名/発表者名
      Ikenaka K, Ma J, Shimizu T, Tanaka KF
    • 学会等名
      第32回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A versatile new gene modulation system and its application in glial biology2009

    • 著者名/発表者名
      Tanaka KF, Hen R, Ikenaka K
    • 学会等名
      The 22nd Biennial Meeting of the ISN/APSN Joint Meeting
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 年月日
      2009-08-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Mechanism underlying gliotransmitter release from cultured astrocytes2009

    • 著者名/発表者名
      Lee H.U., Namiki S, Furuya K, Tanaka KF, Hirose K, Sokabe M, Liu H.T., Okada Y, Ikenaka K
    • 学会等名
      The 22nd Biennial Meeting of the ISN/APSN Joint Meeting
    • 発表場所
      BEXCO(韓国)
    • 年月日
      2009-08-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Novel method for region specific gene modification for analysis of developmental origin of glial cells2009

    • 著者名/発表者名
      Gotoh H, Ono K, Takebayashi H, Ikenaka K
    • 学会等名
      The 22nd Biennial Meeting of the ISN/APSN Joint Meeting
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 年月日
      2009-08-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The lineage tracing of olig2+ cells in a murine demyelinating disease model2009

    • 著者名/発表者名
      Shimizu T, Tanaka KF, Takebayashi H, Ikenaka K
    • 学会等名
      The 22nd Biennial Meeting of the ISN/APSN Joint Meeting
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 年月日
      2009-08-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Roles of motoneuron-derived NT-3 on sensory neuron development2009

    • 著者名/発表者名
      Usui N, Watanabe K, Ono K, Tamamaki N, Ikenaka K
    • 学会等名
      The 22nd Biennial Meeting of the ISN/APSN Joint Meeting
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 年月日
      2009-08-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A novel method for region specific gene modification for the analysis of developmental origin of glial cells2009

    • 著者名/発表者名
      Goto H, Ono K, Takebayashi H, Ikenaka K
    • 学会等名
      第52回日本神経化学会(伊香保)大会
    • 発表場所
      ホテル天保(群馬県)
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Roles of motoneuron-derived NT-3 on sensory neuron development2009

    • 著者名/発表者名
      Usui N, Watanabe K, Ono K, Tamamaki N, Ikenaka K, Takebayashi H
    • 学会等名
      第52回日本神経化学会(伊香保)大会
    • 発表場所
      ホテル天保(群馬県)
    • 年月日
      2009-06-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal information of gliotransmitter relesde from cultured astrocytes2009

    • 著者名/発表者名
      Lee H.U., Namiki S, Furuya K, Tanaka KF, Liu H, Okada Y, Sokabe M, Hirose K, Ikeaka K
    • 学会等名
      第52回日本神経化学会(伊香保)大会
    • 発表場所
      ホテル天保(群馬県)
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Unique gene expression change in microglia coincide with the appearance of chronic demyelinating lesions2009

    • 著者名/発表者名
      Ma J, Shimizu T, Tanaka KF, Ikenaka K
    • 学会等名
      第52回日本神経化学会(伊香保)大会
    • 発表場所
      ホテル天保(群馬県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactions and decreased conduction velocities2009

    • 著者名/発表者名
      Ikenaka K
    • 学会等名
      Ninth Biennial Satellite Meeting of the International Society for Neurochemistry on Myelin Biology
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Roles of motoneuron-derived NT-3 on sensory neuron development2009

    • 著者名/発表者名
      Usui N, Watanabe K, Ono K, Tamamaki N, Ikenaka K, Takebayashi H
    • 学会等名
      Ninth Biennial Satellite Meeting of the International Society for Neurochemistry on Myelin Biology
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The lineage tracing of Olig2+ cells in a murine demyelinating disease model2009

    • 著者名/発表者名
      Shimizu T, Tanaka K.F., Takebayashi H, Ikenaka K
    • 学会等名
      Ninth Biennial Satellite Meeting of the International Society for Neurochemistry on Myelin Biology
    • 発表場所
      Gyeongju, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] アストロサイト特異的疾患モデルマウスの解析2008

    • 著者名/発表者名
      田中謙二、李海雄、池中一裕
    • 学会等名
      第13回グリア研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 培養アストロサイトからのグリオトランスミター放出機構の解析2008

    • 著者名/発表者名
      李海雄、Liu Hongtao、田中謙二、並木繁行、廣瀬謙造、古家喜四夫、曽我部正博、岡田泰伸、池中一裕
    • 学会等名
      第51回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2008-09-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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