成体脳における新生ニューロンの移動メカニズム解明と大脳皮質傷害の新規治療法開発

• 研究課題/領域番号: 22K15202
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分46010:神経科学一般関連
• 研究機関: 名古屋市立大学
• 研究代表者: 松本 真実 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (90880807)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: ニューロン移動 / 脳室下帯 / 細胞接着 / 成体脳ニューロン新生

研究開始時の研究の概要

成体の脳内では、限られた領域において神経幹細胞から新しいニューロンが持続的に産生されている。これらの新生ニューロンは鎖状に連なって脳内を高速移動し、目的の領域に到達すると成熟し、脳機能の維持に寄与している。脳梗塞などの脳傷害の際にも、一部の新生ニューロンが正常な脳と同様に鎖状に連なって傷害部へと移動する。しかし、その機序の多くは未だ不明である。本研究では、新生ニューロンが鎖状に連なって移動する際のニューロン間の接着に着目し、新生ニューロンが接着しながら移動するメカニズムを解明するとともに、その接着機構への介入によって、成体大脳皮質傷害に対する新たな治療法の開発を目指す。

研究成果の概要

成体の脳内では、限られた領域において神経幹細胞から新しいニューロンが持続的に産生されている。これらの新生ニューロンは鎖状に連なって脳内を高速移動し、目的の領域に到達すると成熟し、脳機能の維持に寄与している。脳梗塞などの脳傷害の際にも、一部の新生ニューロンが鎖状に連なって傷害部へと移動するが、その機序の多くは不明であった。本研究では、新生ニューロンが鎖状に連なって移動する際のニューロン間の接着に着目し、新生ニューロンが接着しながら移動するメカニズムを解明するとともに、その移動メカニズムへの介入によって、成体大脳皮質傷害に対する新たな治療法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、なぜ正常脳内では新生ニューロンが集団かつ高速で移動することができるのか、また、なぜ傷害脳内を移動する新生ニューロンは移動効率が低下してしまうのかを明らかになった。さらに、本研究により、傷害脳内を新生ニューロンが効率よく移動することが可能となる方法が見出され、成体大脳皮質傷害に対する新たな治療法の開発につながった。

研究成果

• [雑誌論文] Microglia Enable Cross-Modal Plasticity by Removing Inhibitory Synapses (2023)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Kawamura N, Tarusawa E, Takeda I, Aoyama Y, Ohno N, Inoue M, Kagamiuchi M, Kato D, Matsumoto M, Hasegawa Y, Nabekura J, Schaefer A, Moorhouse AJ, Yagi T, Wake H
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: - 号: 5 ページ: 112383-112383
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112383
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seg2Link: an efficient and versatile solution for semi-automatic cell segmentation in 3D image stacks (2023)
  • 著者名/発表者名: Wen Chentao、Matsumoto Mami、Sawada Masato、Sawamoto Kazunobu、Kimura Koutarou D.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 7109-7109
  • DOI: 10.1038/s41598-023-34232-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unusual nuclear structures in male meiocytes of wild-type rye as revealed by volume microscopy (2023)
  • 著者名/発表者名: Sergey Mursalimov, Mami Matsumoto, Hidetoshi Urakubo, Elena Deineko, Nobuhiko Ohno
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 132 号: 6 ページ: 1159-1174
  • DOI: 10.1093/aob/mcad107
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Shared GABA transmission pathology in dopamine agonist- and antagonist-induced dyskinesia (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Yoshifumi、Yagishita Sho、Sano Hiromi、Sugiura Yuki、Dantsuji Masanori、Suzuki Toru、Mochizuki Ayako、Yoshimaru Daisuke、Hata Junichi、Matsumoto Mami、Taira Shu、Takeuchi Hiroyoshi、Okano Hideyuki、Ohno Nobuhiko、Suematsu Makoto、Inoue Tomio、Nambu Atsushi、Watanabe Masahiko、Tanaka Kenji F.
  • 雑誌名: Cell Reports Medicine 巻: 4 号: 10 ページ: 101208-101208
  • DOI: 10.1016/j.xcrm.2023.101208
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cerebrospinal fluid-contacting neuron tracing reveals structural and functional connectivity for locomotion in the mouse spinal cord (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Yuka、Kurabe Miyuki、Matsumoto Mami、Sato Tokiharu、Miyashita Satoshi、Hoshina Kana、Kamiya Yoshinori、Tainaka Kazuki、Matsuzawa Hitoshi、Ohno Nobuhiko、Ueno Masaki
  • 雑誌名: eLife 巻: 12 ページ: 1-31
  • DOI: 10.7554/elife.83108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Budding pouches and associated bubbles: 3D visualization of exo-membrane structures in plasmodium falciparum gametocytes (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa Eri Saki H.、Wayama Marina、Tokumasu Fuyuki、Ohno Nobuhiko、Matsumoto Mami、Usukura Jiro
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 12 ページ: 962495-962495
  • DOI: 10.3389/fcimb.2022.962495
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synaptic pruning through glial synapse engulfment upon motor learning (2022)
  • 著者名/発表者名: Morizawa Yosuke M.、Matsumoto Mami、Nakashima Yuka、Endo Narumi、Aida Tomomi、Ishikane Hiroshi、Beppu Kaoru、Moritoh Satoru、Inada Hitoshi、Osumi Noriko、Shigetomi Eiji、Koizumi Schuichi、Yang Guang、Hirai Hirokazu、Tanaka Kohichi、Tanaka Kenji F.、Ohno Nobuhiko、Fukazawa Yugo、Matsui Ko
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 25 号: 11 ページ: 1458-1469
  • DOI: 10.1038/s41593-022-01184-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ultrastructural characteristics of oligodendrocyte precursor cells in the early postnatal mouse optic nerve observed by serial block-face scanning electron microscopy (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono Katsuhiko、Gotoh Hitoshi、Nomura Tadashi、Morita Tsuyoshi、Baba Otto、Matsumoto Mami、Saitoh Sei、Ohno Nobuhiko
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 号: 12 ページ: e0278118-e0278118
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0278118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 細胞接着制御因子の活性抑制は新生ニューロンの移動促進および脳機能回復に寄与する (2024)
  • 著者名/発表者名: 松本真実, 松下勝義, Wen Chentao,榑松千紘,太田晴子, 澤田雅人, 木村幸太郎, 大野伸彦, 澤本和延
  • 学会等名: 第23回日本再生医療学会総会
• [学会発表] Polysialic acid-mediated adhesion inhibition promotes the collective migration of neurons and recovery of brain function (2024)
  • 著者名/発表者名: 松本真実, 松下勝義, Wen Chentao, 榑松千紘, 太田晴子,Huy Bang Nguyen, Truc Quynh Thai, Vicente Herranz-Perez, 澤田雅人, 木村幸太郎, Jose Manuel Garcia-Verdugo, 石龍徳, 大野伸彦, 澤本和延
  • 学会等名: 2023 年度 NCU ライフサイエンス・ 脳神経科学研究所 合同リトリート
• [学会発表] 細胞接着因子の抑制は成体脳内を集団移動する新生ニューロンの移動を促進する (2024)
  • 著者名/発表者名: 松本真実、松下勝義、Wen Chentao、榑松千紘、太田晴子、Huy Bang Nguyen、Truc Quynh Thai、Vicente Herranz-Perez、澤田雅人、木村幸太郎、Jose Manuel Garcia-Verdugo、石龍徳、大野伸彦、澤本和延
  • 学会等名: 第17回神経発生討論会・第20回成体脳のニューロン新生懇談会合同大会
• [学会発表] ミクログリアはホスファチジルセリン依存的に成体新生ニューロンのシナプスを貪食する (2023)
  • 著者名/発表者名: 榑松千紘、澤田雅人、大村谷昌樹、田中基樹、久保山和哉、荻野崇、松本真実、大石久史、稲田浩之、石戸友梨、榊原悠紀菜、Huy Bang Nguyen、Truc Quynh Thai、高坂新一、大野伸彦、山田麻紀、浅井真人、曽我部正博、鍋倉淳一、浅野謙一、田中正人、澤本和延
  • 学会等名: 第74回名古屋市立大学医学会総会
• [学会発表] 成体脳内を集団移動する新生ニューロンの細胞接着変化 (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Mami, Wen Chentao, Nguyen Bang Huy, Thai Quynh Truc, Herranz-Perez Vicente, Sawada Masato, Garcia-Verdugo Mannuel Jose, Seki Tatsunori, Kimura D. Koutarou, Ohno Nobuhiko, Sawamoto Kazunobu
  • 学会等名: NCU Life Science + IBS poster workshop
• [学会発表] ミクログリアによるフォスファチジルセリン依存的な成体新生ニューロンのシナプス貪食 Synaptic pruning of murine adult-born neurons by microglia depends on phosphatidylserin (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurematsu Chihiro, Sawada Masato, Ohmuraya Masaki, Tanaka Motoki, Kuboyama Kazuya, Ogino Takashi, Matsumoto Mami, Oishi Hisashi,Inada Hiroyuki, Kohsaka Shinichi, Ohno Nobuhiko, Yamada K. Maki, Asai Masato, Sokabe Masahiro, Nabekura Junichi, Asano Kenichi, Tanaka Masato, Sawamoto Kazunobu
  • 学会等名: Neuro2022
• [学会発表] 成体脳傷害において集団移動するニューロンの細胞接着変化 Altered cell adhesion in collective neuronal migration in the adult injured brain (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Mami, Wen Chentao, Nguyen Bang Huy, Thai Quynh Truc, Herranz-Perez Vicente, Sawada Masato, Garcia-Verdugo Manuel Jose, Seki Tatsunori, Kimura D.Koutarou, Ohno Nobuhiko, Sawamoto Kazunobu
  • 学会等名: 成体脳のニューロン新生懇談会
• [学会発表] ミクログリアによるフォスファチジルセリン依存的な成体新生ニューロンのシナプス貪食 (2022)
  • 著者名/発表者名: 榑松千紘、澤田雅人、大村谷昌樹、田中基樹、久保山和哉、荻野崇、松本真実、大石久史、稲田浩之、石戸友梨、榊原悠紀菜、Huy Bang Nguyen、Truc Quynh Thai、高坂新一、大野伸彦、山田麻紀、浅井真人、曽我部正博、鍋倉淳一、浅野謙一、田中正人、澤本和延
  • 学会等名: 第73回名古屋市立大学医学総会
• [産業財産権] 脳疾患の治療のための医薬組成物、ニューロンの移動促進剤およびその利用 (2022)
  • 発明者名: 澤本和延、松本真実
  • 権利者名: 公立大学法人名古屋市立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2022-144880
  • 出願年月日: 2022