| 研究課題/領域番号 |
23K21351
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02592 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46020:神経形態学関連
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| 研究機関 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
日置 寛之 順天堂大学, 医学部, 教授 (00402850)
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| 研究分担者 |
田中 琢真 滋賀大学, データサイエンス学系, 准教授 (40526224)
古田 貴寛 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60314184)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | シナプス / 神経回路 / 抑制性神経細胞 / 大脳新皮質 / マウス / アデノ随伴ウイルスベクター / 免疫組織化学 / 組織透明化 / シナプス結合則 / 光電子相関顕微鏡法 / アデ随伴ウイルスベクター |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大脳新皮質は比較的均一なカラム構造から構成され、そのカラム構造は皮質全体に一貫した基本単位であると考えられてきた。しかし一方で、各皮質領野の形態学的特性は異なり、大脳新皮質の構造は不均一であるようにも見える。大脳新皮質の構造には真にグランドデザインとでもいうべき構造原理が存在するのだろうか？
高次機能発現や各種神経・精神疾患と深い関連がある抑制性の皮質GABA細胞をターゲットにして、シナプスレベルの空間解像度でGABA細胞が構成する神経回路構造を解析する。そして、GABA細胞ネットワーク構造という観点から大脳新皮質の均一性と不均一性を統べる新規コンセプトの確立を目指す。
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| 研究成果の概要 |
神経ネットワーク構造解析の効率化を目指し、AAVベクター、組織透明化技術、蛍光シグナル増幅法、三次元免疫組織化学法（3D-IHC）など、革新的なイメージング技術を確立した。これらの技術を統合することで、前障におけるGABA細胞の三次元構造特性を半自動的に解析するパイプラインの構築に成功し、神経ネットワーク解析の高速化に貢献している。大脳新皮質GABA細胞ネットワークの解析に関しては、樹状突起上のランダムサンプリングではなく、全シナプス入力を包括的に捉える必要性が、共同研究を通じた数理解析により示唆されたことを受け、現在は3D-IHC法を用いてその解析を進めている。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、AAVベクター群、組織透明化技術、蛍光シグナル増幅法、三次元免疫組織化学法（3D-IHC）など、革新的なイメージング技術を確立した。これらを活用することで、従来は膨大な時間を要した神経ネットワークの三次元構造を高速かつ広範囲に解析可能とし、神経回路の定量的理解を大きく前進させた。また、対象とする大脳新皮質GABA細胞は統合失調症や自閉症の病態にも関与しており、本研究の成果は、これらの疾患に対する構造的理解の深化や新たな介入技術の開発に貢献すると期待される。さらに、大脳新皮質の構造原理を解明することは、将来的に脳型コンピュータの設計・発展にもつながる可能性を有する。
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