脳局所脳虚血モデルを用いたＮｅｕｒｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇの検討

• 研究課題/領域番号: 24500422
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 冨田 裕 慶應義塾大学, 医学部, 講師(非常勤) (60276251)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: Neurovascular coupling / 脳虚血 / 共焦点顕微鏡 / 二光子顕微鏡 / Neurovacular coupling

研究成果の概要

マウスに設置した頭窓を通して脳虚血モデルを作成した。蛍光ラベルした赤血球を全身投与後、局所脳血流を測定しつつ、共焦点顕微鏡にて脳皮質微小循環・毛細血管の動的変化をリアルタイムでin vivo ビデオモニターし、一ヶ月以上にわたり反復して画像解析した。また、適宜、脳微小循環速度を解析した。さらに微小血管、アストロサイトを生体染色し、脳虚血後の微小血管、神経細胞、アストロサイトの形態変化を同時に二光子顕微鏡によって反復生体観察した。その後、脳組織の結果と比較した。その結果、脳虚血時脳微小循環調節における神経血管カップリングの詳細を観察し、その重要性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Hyperperfusion counteracted by transient rapid vasoconstriction followed by long-lasting oligemia induced by cortical spreading depression in anesthetized mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab 巻: 35 号: 4 ページ: 689-698
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.250
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 34. Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connection with adaptation of the neighboring astrocytes in adult mouse cortex under chronic hypoxia (2014)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Takuwa H, Seki C, Taniguchi J, Itoh Y, Tomita Y, Toriumi H, Unekawa M, Kawaguchi H, Ito H, Suzuki N, Kanno I
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab 巻: 34 号: 2 ページ: 325-31
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2013.201
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vessel specific imaging of glucose transfer with fluorescent glucose analogue in anesthetized mouse cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murata R, Takada Y, Takuwa H, Kawaguchi H, Ito H, Kanno I, Tottori N, Yamada Y, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Yamada K, Masamoto K.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 812 ページ: 241-246
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-0620-8_32
  • ISBN: 9781493905836, 9781493906208
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in cortical microvasculature during misery perfusion measured by two-photon laser scanning microscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tajima Y, Takuwa H, Kokuryo D, Kawaguchi H, Seki C, Masamoto K, Ikoma Y, Taniguchi J, Aoki I, Tomita Y, Suzuki N, Kanno I, Saeki N, Ito H.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab. 巻: 34 号: 8 ページ: 1363-1372
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.91
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pial arteries respond earlier than penetrating arterioles to neural activation in the somatosensory cortex in awake mice exposed to chronic hypoxia: an additional mechanism to proximal integration signaling? (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi Y, Takuwa H, Kawaguchi H, Kikuchi T, Okada E, Kanno I, Ito H, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Sudo R, Tanishita K, Masamoto K.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab. 巻: 34 号: 11 ページ: 1761-1770
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.140
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vivo imaging of the mouse neurovascular unit under chronic cerebral hypoperfusion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yata K, Nishimura Y, Unekawa M, Tomita Y, Suzuki N, Tanaka T, Mizoguchi A, Tomimoto H.
  • 雑誌名: Stroke. 巻: 45 号: 12 ページ: 3698-3703
  • DOI: 10.1161/strokeaha.114.005891
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] “Long-term adaptation of cerebral hemodynamic response to somatosensory stimulation during chronic hypoxia in awake mice.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuwa H, Masamoto K, Yamazaki K, Kawaguchi H, Ikoma Y, Tajima Y, Obata T, Tomita Y, Suzuki N, Kanno I, Ito H.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab. 巻: 33(5) 号: 5 ページ: 774-779
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2013.16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuring the vascular diameter of brain surface and parenchymal arteries in awake mouse (2013)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi Y, Masamoto K, Takuwa H, Kawaguchi H, Kanno I, Ito H, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Sudo R, Tanishita K
  • 雑誌名: Advances in experimental medicine and biology 巻: 789 ページ: 419-25
  • DOI: 10.1007/978-1-4614-7411-1_56
  • ISBN: 9781461472568, 9781461474111
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Hypoxia-induced cerebral angiogenesis in mouse cortex with two-photon microscopy.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Takuwa H, Tomita Y, Toriumi H, Unekawa M, Taniguchi J, Kawaguchi H, Itoh Y, Suzuki N, Ito H, Kanno I.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 789 ページ: 15-20
  • DOI: 10.1007/978-1-4614-7411-1_3
  • ISBN: 9781461472568, 9781461474111
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Potassium-induced cortical spreading depression bilaterally suppresses the electroencephalogram but only ipsilaterally affects red blood cell velocity in intraparenchymal capillaries.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Masamoto K, Kanno I, Suzuki N.
  • 雑誌名: J Neurosci Res. 巻: 91 号: 4 ページ: 578-584
  • DOI: 10.1002/jnr.23184
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Spatial and temporal MRI profile of ischemic tissue after the acute stages of a permanent mouse model of stroke.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Bogaert-Buchmann A, Poittevin M, Po C, Dupont D, Sebrie C, Tomita Y, Trandinh A, Seylaz J, Pinard E, Meric P, Kubis N, Gillet B.
  • 雑誌名: Open Neuroimage J. 巻: 7 ページ: 4-14
  • DOI: 10.2174/1874440001307010004
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Hemodynamic changes during neural deactivation in awake mice: A measurement by laser-Doppler flowmetry in crossed cerebellar diaschisis.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuwa H, Tajima Y, Kokuryo D, Matsuura T, Kawaguchi H, Masamoto K, Taniguchi J, Ikoma Y, Seki C, Aoki I, Tomita Y, Suzuki N, Kanno I, ItoH.
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 1537 ページ: 350-355
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.09.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sustained decrease and remarkable increase in red blood cell velocity in intraparenchymal capillaries associated with potassium-induced cortical spreading depression (2012)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita M, Tomita Y, Toriumi H, Suzuki N
  • 雑誌名: Microcirculation 巻: 19 号: 2 ページ: 166-74
  • DOI: 10.1111/j.1549-8719.2011.00143.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppressive effect of chronic peroral topiramate on potassium-induced cortical spreading depression in rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Suzuki N
  • 雑誌名: Cephalalgia 巻: 32 号: 7 ページ: 518-527
  • DOI: 10.1177/0333102412444015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repeated longitudinal in vivo imaging of neuro-glio-vascular unit at the peripheral boundary of ischemia inmouse cerebral cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, TomitaY, Toriumi H, Aoki I, Unekawa M, Takuwa H, Itoh Y, Suzuki N, Kanno I
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: (未)(Epub ahead of print) ページ: 190-200
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2012.03.034
  • 査読あり
• [学会発表] Astrocytic depolarization induced rapid and broad increase in CBF in in vivo mouse cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Unekawa M, Watanabe T, Toriumi H, Takuwa H, Kawaguchi H, Kanno I, Matsui K, Tanaka K, Tomita Y, Suzuki N
  • 学会等名: 27th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-06-27 – 2015-06-30
• [学会発表] The behavior of red blood cell in intraparenchymal capillaries during cortical spreading depression observed with high-speed camera confocal fluorescence microscope in anesthetized mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomita Y, Unekawa M, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N
  • 学会等名: 27th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-06-27 – 2015-06-30
• [学会発表] Temporal diametric change of intracortical penetrating arteries in response to cortical spreading depression observed with two-photon microscopy in anesthetized mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kanno I, Suzuki N
  • 学会等名: 27th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-06-27 – 2015-06-30
• [学会発表] Optogenetic activation of astrocyte-blood flow signaling in the anesthetized mouse cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomita Y, Masamoto K, Unekawa M, Watanabe T, Toriumi H, TakuwaH, Kawaguchi H, Kanno I, Matsui K, Tanaka K, Suzuki N
  • 学会等名: 第56回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-05-20 – 2015-05-23
• [学会発表] 麻酔下マウスにおける大脳皮質性拡延性抑制誘発時の実質内穿通動脈の口径変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第26回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] アストロサイト賦活による局所脳血流反応の空間伝播の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡部竜志, 正本和人, 畝川美悠紀, 結城浩弥, 新夕雅啓, 鳥海春樹, 田桑弘之, 川口拓之, 菅野巖, 松井広, 田中謙二, 冨田裕, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第26回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] 大脳皮質性拡延性抑制誘発時の脳表軟膜動脈および実質内穿通動脈の口径変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第42回日本頭痛学会総会
  • 発表場所: 下関
  • 年月日: 2014-11-14 – 2014-11-15
• [学会発表] 光遺伝学による脳血流の操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正本和人, 畝川美悠紀, 渡部竜志, 結城浩弥, 田桑弘之, 川口拓之, 菅野 巖, 松井 広, 田中謙二, 冨田 裕, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第3回ニューロフォトニクス研究会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] “Impairment of CO2 reactivity in RBC velocity and CBF after cortical spreading depression in anesthetized mice.” (2014)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, ItohY, Kanno I, Suzuki N.
  • 学会等名: 第39回日本微小循環学会総会.
  • 発表場所: 北里大学薬学部 (東京).
• [学会発表] “Spatio-temporal dynamics of morphological changes in neuro-glia-vascular unit after cerebral ischemia measured with two-photon microscopy in mouse cortex.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Abe T, Takuwa H, Toriumi H, Tomita Y, Unekawa M, Itoh Y, Kawaguchi H, Ito H, Suzuki N, Kanno I.
  • 学会等名: 26th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function.
  • 発表場所: Shanghai, China (中国).
• [学会発表] “Reduced response in penetrating artery but sustained response in surface artery to whisker stimulation in chronic hypoxia mice.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanno I, Sekiguchi Y, Takuwa H, Masamoto K, Kawaguchi H, Taniguchi J, Tomita Y, Sudo R, Tanishita K, Suzuki N, Ito H.
  • 学会等名: 26th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function.
  • 発表場所: Shanghai, China (中国).
• [学会発表] “Different response in diameter of pial vessels and in cerebral blood flow associated with cortical spreading depression in anesthetized mice.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Kawaguchi H, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N.
  • 学会等名: 26th International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism & Function.
  • 発表場所: Shanghai, China (中国).
• [学会発表] “Cellular-scale imaging of glucose transfer in cerebral microvasculature with fluorescent glucose analogue in anesthetized mouse cortex.” (2013)
  • 著者名/発表者名: Murata R, Takada Y, Takuwa H, Kawaguchi H, Ito H, Kanno I, Tottori N, Yamada Y, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Yamada K, Masamoto K.
  • 学会等名: The 41st Annual ISOTT meeting.
  • 発表場所: The EPR center of the Geisel School of Medicine at Dartmouth College, Hanover. NH (米国).
• [学会発表] “Optogeneticsを用いたアストロサイト賦活による脳血流反応.” (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部竜志, 正本和人, 畝川美悠紀, 鳥海春樹, 谷口順子, 田桑弘之, 川口拓之, 伊藤浩, 菅野巖, 松井広, 田中謙二, 冨田裕, 鈴木則宏.
  • 学会等名: 第25回日本脳循環代謝学会総会.
  • 発表場所: 京王プラザホテル札幌 (札幌).
• [学会発表] “マウス大脳虚血辺縁部における脳微小血管とアストロサイトの時空間展開：永久閉塞と再潅流モデルでの比較.” (2013)
  • 著者名/発表者名: 正本和人, 安部貴人, 田桑弘之, 鳥海春樹, 冨田裕, 畝川美悠紀, 伊藤義彰, 谷口順子, 田島洋佑, 川口拓之, 伊藤浩, 鈴木則宏, 菅野巖.
  • 学会等名: 第25回日本脳循環代謝学会総会.
  • 発表場所: 京王プラザホテル札幌 (札幌).
• [学会発表] “麻酔下マウスにおける大脳皮質性拡延性抑制誘発時の実質毛細血管内赤血球速度と局所脳血流の経時的変化.” (2013)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 川口拓之, 伊藤義彰, 菅野巖, 鈴木則宏.
  • 学会等名: 第25回日本脳循環代謝学会総会.
  • 発表場所: 京王プラザホテル札幌 (札幌).
• [学会発表] “麻酔下マウスにおける大脳皮質性拡延性抑制誘発時の脳表軟膜動脈と脳血流の変化.” (2013)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 伊藤義彰, 菅野巖, 鈴木則宏.
  • 学会等名: 第41回日本頭痛学会総会.
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター (盛岡).
• [学会発表] マウス体性感覚野における1本ひげ刺激に対する脳表動脈および穿通動脈応答の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関口優太，正本和人，田桑弘之，川口拓之，菅野 巖，伊藤 浩，冨田 裕，鈴木則宏，須藤 亮，谷下一夫
  • 学会等名: 日本機械学会第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: つくば(茨城)
• [学会発表] Propagation of changes in diameter of pial arteries and cerebral blood flow following cortical spreading depression in anesthetized mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Osada T, Masamoto K, Itoh Y, Kanno I, Suzuki N
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Repeated 3D live imaging of microvascular-astroglia restructuring induced by hypoxia in mouse cerebral cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Takuwa H, Sugashi T, Yamada Y, Tomita Y, Unekawa M, Toriumi H, Itoh Y, Suzuki N, Ito H, Kanno I
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 異なる閉塞部位によるMCAO後の経時的in vivo微小血流動態変化の違いの検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 冨田裕, 畝川美悠紀, 鳥海春樹, 正本和人, 青木伊知男, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第53回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Live Cell Imaging of Cerebral Angiogenesis in Mouse Cortex with Two-Photon Microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Tomita Y, Toriumi H, Unekawa M, Takuwa H, Taniguchi J, Kawaguchi H, Itoh Y, Suzuki NI, H, Kanno I
  • 学会等名: ISOTT's (International Society on Oxygen Transport to Tissue) 40th meeting
  • 発表場所: ブルージュ(ベルギー)
• [学会発表] Effects of chronic oral topiramate administration on potassium-induced cortidal spreading depression in rats (2012)
  • 著者名/発表者名: Unekawa M, Tomita Y, Toriumi H, Suzuki N
  • 学会等名: 4th Asian Regional Conference for Headache
  • 発表場所: 台北(台湾)
• [学会発表] 慢性低酸素飼育下マウスの大脳皮質体性感覚野における脳表動脈と穿通動脈のひげ刺激応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅野巖, 関口優太, 田桑弘之, 正本和人, 川口拓之, 谷口順子, 冨田裕, 須藤亮, 鈴木則宏, 谷下一夫, 伊藤浩
  • 学会等名: 第24回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 麻酔下マウスにおける大脳皮質性拡延性抑制誘発時の脳表動静脈および毛細血管の口径と脳血流の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 畝川美悠紀, 冨田裕, 鳥海春樹, 長田高志, 正本和人, 川口拓之, 伊藤義彰, 菅野巖, 鈴木則宏
  • 学会等名: 第24回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] マウス大脳皮質虚血辺縁部におけるNeuro-glio-vascular unitのin vivo形態解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 正本和人, 冨田裕, 鳥海春樹, 青木伊知男, 畝川美悠紀, 田桑弘之, 伊藤浩, 伊藤義彰, 鈴木則宏, 菅野巖
  • 学会等名: 第24回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 広島