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社会ストレスによる樹状突起委縮を担う分子機序の解明とその制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K07288
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48030:薬理学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

永井 裕崇  神戸大学, 医学研究科, 助教 (30814587)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードストレス / 前頭前皮質 / 樹状突起 / シナプス / 三次元電顕 / 膨張顕微鏡法 / マウス / 中央代謝系 / うつ病 / 社会ストレス / ミトコンドリア / 神経突起 / 細胞内小器官 / 細胞死
研究開始時の研究の概要

本研究では、社会ストレスによる認知情動変容の組織学的基盤である樹状突起委縮の細胞内メカニズムについて、その実態を超微細組織学的解析により観察し、その機序をマルチオミクス解析により導出し、その検証を細胞種特異的分子操作により行う。特に三次元電顕を用いることにより可能になった細胞内小器官の網羅的解析を活用し、神経細胞の形態変化における細胞内小器官の関与を明らかにする。

研究成果の概要

社会や環境より受ける過度のストレスは前頭前皮質神経細胞の形態的萎縮を組織学的基盤とした認知情動変容を招く。しかし、樹状突起やシナプス構造の萎縮を担う分子細胞生物学的な機序は殆ど不明である。マウスの社会挫折ストレスを用いて神経細胞の樹状突起やシナプスを超解像顕微鏡や三次元電子顕微鏡で可視化することにより、ストレスによる樹状突起やシナプスの構造萎縮にミトコンドリアが関わることを見出した。シナプス分画特異的プロテオミクス解析により中央代謝系に関わる分子の発現変動を見出し、中央代謝系を担う分子の前頭前皮質特異的な発現操作によりストレスによるシナプス構造退縮やうつ様行動が抑制できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ストレスによる脳機能変化において神経細胞の機能構造変容の重要性は示唆されてきたが、その分子機序には不明な点が多い。本研究は、微細構造観察と定量プロテオミクス解析、脳領域特異的な分子操作を駆使することにより、ストレスによる神経細胞の構造退縮やうつ様行動に、中央代謝系が関わることを見出した。今後は、ストレスによる中央代謝系の変化を担う分子機序を明らかにすることによって、神経伝達物質を標的とする既存の抗うつ薬とは異なる作用機序を有する新たな創薬標的候補の創出に繋がると考えられる。

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
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Chronic social defeat stress increases the amounts of 12-lipoxygenase lipid metabolites in the nucleus accumbens of stress-resilient mice2022

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Satoshi、Nagai Hirotaka、Oike Shota、Horikawa Io、Shinohara Masakazu、Lu Yabin、Futamura Takashi、Shinohara Ryota、Kitaoka Shiho、Furuyashiki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 11385-11385

    • DOI

      10.1038/s41598-022-15461-7

    • 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] Single-Shot 10K Proteome Approach: Over 10,000 Protein Identifications by Data-Independent Acquisition-Based Single-Shot Proteomics with Ion Mobility Spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Yusuke、Nagai Hirotaka、Konno Ryo、Ishikawa Masaki、Nakajima Daisuke、Sato Hironori、Nakamura Ren、Furuyashiki Tomoyuki、Ohara Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: - 号: 6 ページ: 1418-1427

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.2c00023

    • 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
  • [雑誌論文] Effects of Severe Sleep Disruption on the Synaptic Ultrastructure of Young Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai Hirotaka、de Vivo Luisa、Marshall William、Tononi Giulio、Cirelli Chiara
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 8 号: 4 ページ: ENEURO.0077-21.2021

    • DOI

      10.1523/eneuro.0077-21.2021

    • 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] Stress-induced sleep-like inactivity modulates stress susceptibility in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai Midori、Nagai Hirotaka、Numa Chisato、Furuyashiki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19800-19800

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76717-8

    • NAID

      120006950335

    • 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
  • [学会発表] Chronic social stress alters synaptic central metabolism for depression2023

    • 著者名/発表者名
      Nagai H, Nagai M, Numa C, Ota K, Yamashita T, Kawashima Y, Ohno N, Kataoka Y, Shimma S, Mimori-Kiyosue Y, Kato T, Soga T, Furuyashiki T
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 慢性社会ストレスによるシナプス構造変化とその分子機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      永井 裕崇
    • 学会等名
      BPCNPNPPP 4学会合同年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会ストレスによる脳代謝リモデリング2022

    • 著者名/発表者名
      永井 裕崇
    • 学会等名
      第16回メタボロームシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 慢性社会ストレスによるシナプス構造変化とその分子機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      永井 裕崇、古屋敷 智之
    • 学会等名
      国立研究開発法人日本医療研究開発機構 精神・神経疾患領域/マルチセンシング連携推進ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 慢性社会ストレスによるシナプス構造変化とその分子機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      Nagai H, Nagai M, Numa C, Yamashita T, Kawashima Y, Ohno N, Kataoka Y, Shimma S, Mimori-Kiyosue Y, Kato T, Soga T, Furuyashiki T
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 慢性社会ストレスはシナプスの中央代謝系を変化して抑うつを誘導する2022

    • 著者名/発表者名
      Nagai H, Nagai M, Numa C, Yamashita T, Kawashima Y, Ohno N, Kataoka Y, Shimma S, Mimori-Kiyosue Y, Kato T, Soga T, Furuyashiki T
    • 学会等名
      NEURO 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 慢性社会ストレスによるシナプス構造変化とその分子機序の解析2022

    • 著者名/発表者名
      永井 裕崇、古屋敷 智之
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 社会ストレスによる脳組織の超微細な細胞生物学的変化の解析とその機序・役割の解明2022

    • 著者名/発表者名
      永井 裕崇
    • 学会等名
      関西共創の場 第6回若手人材育成セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chronic social stress alters synaptic central metabolism for depression2022

    • 著者名/発表者名
      Nagai H, Nagai M, Numa C, Yamashita T, Kawashima Y, Ohno N, Kataoka Y, Shimma S, Mimori-Kiyosue Y, Kato T, Soga T, Furuyashiki T
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of synaptic mitochondrial regulations for stress susceptibility2022

    • 著者名/発表者名
      Numa C, Nagai H, Nagai M, Yamashita T, Kawashima Y, Ohno N, Kataoka Y, Mimori-Kiyosue Y, Kato T, Furuyashiki T
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of aging-induced neural dysfunctions and their biological basis2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada R, Nagai H, Numa C, Horikawa I, Nagai M, Kawashima Y, Furuyashiki T
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 質量分析イメージング法を用いた毛髪成分可視化によるストレスモニタリング手法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      植木瞭生, 永井裕崇,古屋敷智之,福崎英一郎, 新間秀一
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiomic analyses of subcellular mechanisms underlying social stress-induced depressive-like behaviors in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai H and Furuyashiki T
    • 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] マウスの社会ストレスは前頭前皮質錐体神経細胞の樹状突起消失に先行して細胞内変性を誘導する2021

    • 著者名/発表者名
      Numa C, Nagai H, Nagai M, Ohno N, Mimori-Kiyosue Y, Kataoka Y, Furuyashiki T
    • 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] Multiple individual variabilities in cognitive aging2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada R, Nagai H, Numa C, Furuyashiki T
    • 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] Multiple individual variabilities in cognitive aging2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada R, Nagai H, Numa C, Furuyashiki T
    • 学会等名
      The 23rd Korea-Japan Joint Seminar on Pharmacology (23rd KJJSP)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Subcellular mechanisms of social stress2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai H、 Furuyashiki T
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Social stress induces subcellular degeneration preceding dendritic loss of prefrontal pyramidal neurons in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Numa C、 Nagai H、 Nagai M、 Ohno N、 Mimori-Kiyosue Y、 Kataoka Y、 Furuyashiki T
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元電子顕微鏡法2020

    • 著者名/発表者名
      永井裕崇
    • 学会等名
      文部科学省新学術領域研究「マルチスケール精神病態の構成的理解」第3回若手育成セミナー「神経回路の可視化・操作・モデリングのための最先端技術」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Social stress-induced ultrastructural alterations of prefrontal neurons in mice2020

    • 著者名/発表者名
      永井裕崇、 古屋敷智之
    • 学会等名
      第50回日本神経精神薬理学会年会、第42回日本生物学的精神医学会年会、第4回日本精神薬学会総会・学術集会 合同年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of ultrastructural alterations in the mouse medial prefrontal cortex toward the understanding of pathophysiology of social stress-induced depressive-like behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      永井裕崇、 古屋敷智之
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 社会ストレスによる神経細胞の微細構造変化とその役割2020

    • 著者名/発表者名
      永井裕崇、 古屋敷智之
    • 学会等名
      AMED-CREST、PRIME研究開発領域「画期的医薬品等の創出をめざす脂質の生理活性と機能の解明」令和2年度PRIME会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of ultrastructural alterations in the mouse medial prefrontal cortex toward the understanding of pathophysiology of social stress-induced depressive-like behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai H、 Furuyashiki T
    • 学会等名
      新学術領域「マルチスケール精神病態の構成的理解」第三回領域会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of ultrastructural alterations in the mouse medial prefrontal cortex toward the understanding of pathophysiology of social stress-induced depressive-like behaviors2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai H、 Furuyashiki T
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Social defeat stress altered microglia-neuron interaction in the medial prefrontal cortex of mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nagai M、 Nagai H、 Furuyashiki T
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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