| 研究課題/領域番号 |
21H02594
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
柳下 祥 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (50721940)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 前頭葉 / ミクログリア / スパイン / ノルアドレナリン / スパイン形態可塑性 / ケイジドグルタミン酸 / PFC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
前頭葉スパイン・シナプス可塑性をミクログリアが制御する機序を解明するために、新規にミクログリア解析系を立ち上げ、これら細胞現象を統合的に理解する機序探索を行う。さらに、このような細胞機序が具体的にどのような学習行動を制御するのかを明らかにする。これにより前頭葉という脳高次機能を制御する細胞基盤の一端を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
グルタミン酸の2光子アンケージングによるスパイクタイミング依存的可塑性（STDP）プロトコルを用いて、マウスの内側前頭葉皮質（mPFC）の急性スライス標本第5層錐体ニューロンの単一スパインにおける可塑性のシグナル伝達経路を調査したところ、STDP刺激により、幼若マウス（P16-21）ではスパイン頭部増大が見られたが、成体マウス（P35-45）では見られなかった。しかし、ミクログリアを薬理学的に除去すると、成体マウスでもスパイン頭部増大が認められた。薬理学的手法によりNAがβ1アドレナリン受容体依存的ではなくβ2アドレナリン受容体依存的にスパイン可塑性を促進することを見いだした。さらに、ミクログリア特異的なホスホジエステラーゼ3の薬理学的阻害はNA非存在下でスパイン可塑性を誘導した。ミクログリアを標的にcAMPシグナル伝達を化学遺伝学により阻害すると、NA依存的なスパイン可塑性はブロックされることがわかった。ミクログリアの形態イメージングでは、STDP刺激で刺激されたスパインにミクログリアが新たに接触することはなく、そのような効果を示唆する以前の研究とは矛盾することが分かった。一方、ミクログリアが液性因子によりスパインを抑制する可能性を薬理学的に検証したところ、ミクログリア関連のTNF-シグナルは、NAの下流でスパイン可塑性を抑制することがわかった。さらにうつ病モデルではNAによる可塑性誘発が阻害された。ホスホジエステラーゼ3の薬理学的阻害はこの抑制を解除した。さらにこれらシグナルが制御する学習行動の候補を同定した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度までの得られた結果を病態モデルにまで応用することが進んでいる。これによりホスホジエステラーゼ3の重要性が新規にわかってきた。このように病態モデルに新たな説明を与える細胞基盤として発展している。さらに学習行動の探索も進み、この細胞機序が実際に制御する行動についての理解も進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
同定されてきた学習行動が、これまで分かっている細胞機序で実際に説明可能かについて調査を進め、論文発表していく。
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