| 研究課題/領域番号 |
20K16626
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分52030:精神神経科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉田 将太 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (80870443)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 組織透明化 / 全脳免疫染色 / cfos免疫染色 / 全脳全細胞解析 / 概日リズム / サーカディアンリズム / CUBIC / cfos全脳免疫染色 / c-Fos全脳解析 / 全脳免役染色 / 高速light-sheet顕微鏡撮影 / 高速細胞自動検出 / 一細胞解像度全脳神経活動アトラス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は神経活動の概日リズムが、全脳の全細胞でどのように変化するのかを明らかにすることを目的としている。まず、マウス脳を透明化し、神経活動マーカーであるc-fos蛋白質の全脳免疫染色を行う。次に高解像の高速光シート顕微鏡で撮影する。さらに、すべてのc-fos活性化細胞をGPUにより自動的に検出し、マウス全脳全細胞アトラス（CUBIC-Atlas）上にマッピングしていく。その上で外的刺激のない状態で、全脳神経活動の時系列を作製することで日内変動を定量する。さらに中枢神経に作用する薬剤投与や拘束刺激、断眠などの外的要因による“神経活動の一細胞解像度全脳アトラス”を作製し公開する。
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| 研究成果の概要 |
本研究により神経活動の概日リズムが全脳の全細胞でどのように変化するのかを明らかにする基盤技術を確立した。まず、組織透明化法であるCUBIC法により、マウス脳を透明化し、神経活動マーカーであるc-fos蛋白質の全脳免疫染色を安定的に行えるようにした。さらにライトシート顕微鏡で撮影を行うことで、おおよそ10Ｔｂあるデータを約20時間で撮影した。さらに、すべてのc-fos活性化細胞を自動的に検出し、マウス全脳全細胞アトラス（CUBIC-Atlas）上にマッピングした。その結果として脳のサーカディアンリズムの中枢である視交叉上核をはじめとした全脳の全領域において解析可能であることを示すことができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在、脳の神経活動を全脳レベルで観察する研究は、アカデミアだけでなく製薬企業をはじめとした民間においても行われている。その目的は基礎分野から薬剤の効果判定といった広い分野にまたがっているにも関わらず、神経活動のベースライン（概日リズム）は全脳レベルでは測定されたことはなかった。本研究は神経活動の概日リズムが全脳の全細胞でどのように変化するのかを明らかにする基盤技術を確立したものであり、今後の全脳全細胞神経活動の研究をする際の参照（アトラス）として活用されることが望まれる。
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