グリア細胞活動が大脳皮質可塑性に果たす役割をin vivoで解明する

• 研究課題/領域番号: 23700399
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2012); 独立行政法人理化学研究所 (2011)
• 研究代表者: 高田 則雄 慶應義塾大学, 医学部, 特任講師 (50415212)
• 研究協力者: 平瀬 肇 独立行政法人理化学研究所, 神経グリア回路研究チーム, チームリーダー (90392084) ; 矢作 和子 独立行政法人理化学研究所, 神経グリア回路研究チーム, 技術員
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011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: グリア細胞 / アストロサイト / in vivo / 脳血流 / 大脳皮質 / マイネルト基底核 / ヒゲ / ２光子励起顕微鏡 / シナプス可塑性 / マウス / カルシウム / 光刺激 / オプトジェネティクス

研究概要

本研究課題では、シナプス可塑性にグリア細胞が関与しているかどうかを、生きているマウスで検証することを目的とした。その結果以下を見つけた:大脳皮質にて可塑性誘導時にグリア細胞がカルシウム活動を示すこと;この活動に伴って細胞外D-セリン濃度が上昇すること;このグリア活動を抑制すると可塑性が消失すること;この活動を抑制しても脳血流応答には影響が無いこと。以上の結果から、グリア細胞のカルシウム活動がシナプス可塑性に大切であると結論した。

研究成果

• [雑誌論文] Cerebral blood flow modulation by basal forebrain or whisker stimulation can occur independent of large cytosolic Ca2+ signaling in astrocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takata N, Nagai T, Ozawa K, Oe Y, Mikoshiba K, Hirase H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebral blood flow modulation by basal forebrain or whisker stimulation can occur independent of large cytosolic Ca2+ signaling in astrocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Norio TAKATA, Terumi Nagai, Katsuya Ozawa, Yuki Oe, Katsuhiko Mikoshiba, Hajime Hirase
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrocyte calcium signaling transforms cholinergic modulation to cortical plasticity in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Takata N, Mishima T, Hisatsune C, NagaiT, Ebisui E, Mikoshiba K, Hirase H
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 31(49) ページ: 18155-18165
  • NAID: 120006386959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrocyte calcium signaling transforms cholinergic modulation to cortical plastcity in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Takata N
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 31(49) 号: 49 ページ: 18155-65
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5289-11.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remodeling of monoplanar Purkinje cell dendrites during cerebellar circuit formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, M., Yamaguchi, K., Eiraku, M., Sato, M., Takata, N., Kiyohara, Y., Mishina, M., Hirase, H., Hashikawa, T. and Kengaku, M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 5 ページ: e20108-e20108
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0020108
  • 査読あり
• [学会発表] 前脳基底部刺激および感覚刺激はアストロサイトCa2+シグナルとは独立に脳血流変化を起こす. (2013)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、永井てるみ、小澤克也、御子柴克彦、平瀬肇
  • 学会等名: 第36回日本神経科学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] 光遺伝学を用いたチャネルロドプシン発現アストロサイトの活性化は神経細胞を発火させる (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田慶多朗、徐明、田中謙二、三村將、高田則雄
  • 学会等名: 第90回日本生理学会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Astrocytes transform cholinergic modulation to cortical plasticity in vivo. (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 新学術領域・包括脳・第1回若手研究者による国際シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] KENGE-tetによる光操作可能なマウスレパートリー (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田慶多朗、高田則雄、松井広、山中章弘、田中謙二
  • 学会等名: 第4回光操作研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] 光遺伝学とマウスfMRIとを組み合わせた脳の広域的回路活動の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、小牧裕司、疋島啓吾、田中謙二
  • 学会等名: 第4回光操作研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] Astrocyte Ca^<2+> activity transforms cholinergic modulation to cortical plasticity in vivo. (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 第34回日本神経科学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] ChR2-induced astrocytic depolarization augments neuronal activities in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Takata N, Matsui K, Mimura M, Tanaka KF
  • 学会等名: 4th APRU-BMAP
  • 発表場所: 三田
  • 年月日: 2012-08-29
• [学会発表] アストロサイトのCa2+活動を介してマイネルト基底核は大脳皮質可塑性を誘導する (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 第117回日本解剖学会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] アストロサイトのCa2+活動を介してマイネルト基底核は大脳皮質可塑性を誘導する (2012)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 第117回日本解剖学会(招待講演)
  • 発表場所: 山梨大学（山梨県）
• [学会発表] アストロサイトのカルシウム活動を介してコリン性調節は大脳皮質可塑性を誘導する. (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、三嶋恒子、久恒智博、永井てるみ、戎井悦子、御子柴克彦、平瀬肇
  • 学会等名: 第33回日本神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] アストロサイトのカルシウム活動を介してコリン性調節は大脳皮質可塑性を誘導する (2011)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、三嶋恒子、久恒智博、永井てるみ、戎井悦子、御子柴克彦、平瀬肇
  • 学会等名: 第33回日本神経科学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [学会発表] マウスのバレル皮質における神経可塑性の特性解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三嶋恒子、高田則雄、江口恵、山口瞬、平瀬肇
  • 学会等名: 第33回日本神経科学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [学会発表] 前脳基底部刺激および感覚刺激はアストロサイトCa2+シグナルとは独立に脳血流変化を起こす
  • 著者名/発表者名: 高田則雄、永井てるみ、小澤克也、御子柴克彦、平瀬肇
  • 学会等名: 第３６回日本神経科学会
  • 発表場所: 京都・国立京都国際会館
• [学会発表] 光遺伝学を用いたチャネルロドプシン発現アストロサイトの活性化は神経細胞を発火させる
  • 著者名/発表者名: 吉田慶多朗、徐明、田中謙二、三村將、高田則雄
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会
  • 発表場所: 東京都・タワーホール船堀
• [学会発表] Astrocytes transform cholinergic modulation to cortical plasticity in vivo
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 新学術・脳内環境・第１回若手国際シンポジウム
  • 発表場所: 京都府・京都平安ホテル
  • 招待講演
• [学会発表] Astrocyte Ca2+ activity transforms cholinergic modulation to cortical plasticity in vivo
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 第３４回日本神経科学会
  • 発表場所: 愛知県・名古屋国際会議場
  • 招待講演
• [学会発表] ChR2-induced astrocytic depolarization augments neuronal activities in vivo
  • 著者名/発表者名: Norio Takata, Ko Matsui, Masaru Mimura, Kenji F. Tanaka
  • 学会等名: The 4th Biennial Symposium on Brain and Mind Research in the Asia-Pacific (APRU-BMAP 2012)
  • 発表場所: 東京都・慶応義塾大学三田キャンパス
• [図書] Optical imaging of cortical circuit dynamics (2013)
  • 著者名/発表者名: Norio Takata, Yoshiaki Shinohara, Masamichi Ohkura, Tsuneko Mishima, Junichi Nakai, Hajime Hirase
  • 出版者: Springer
• [備考] プレスリリース
  • URL: http://www2.riken.jp/r-world/info/release/press/2011/111207/index.html
• [備考] 60秒でわかるプレスリリース
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2011/20111207/digest/
• [備考] 報道発表資料
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2011/20111207/