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精神疾患例での脳神経回路の解析

研究課題

研究課題/領域番号 25282250
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 脳計測科学
研究機関東海大学

研究代表者

水谷 隆太  東海大学, 工学部, 教授 (70272482)

連携研究者 鈴木 芳生  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 副主席研究員 (20372146)
竹腰 進  東海大学, 医学部, 教授 (70216878)
糸川 昌成  公益財団法人東京都医学総合研究所, 病院等連携研究センター, センター長 (40332324)
研究協力者 雑賀 里乃  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードマイクロトモグラフィ / ナノトモグラフィ / 統合失調症 / 脳 / 三次元構造 / 放射光 / nanotomography / nano-CT / トモグラフィ / 神経回路 / マイクロCT
研究成果の概要

統合失調症は、その症状から脳の神経細胞の変化が示唆される。しかし、その物理的基盤は明らかでない。本研究では、統合失調症例と健常例を対象に、SPring-8および米アルゴンヌ国立研Advanced Photon Sourceにおいて、ナノトモグラフィ法により前帯状回皮質の組織構造を解析した。得られた三次元像から神経細胞をトレースし、神経突起の曲率等を評価した。その結果、神経細胞の構造が個人間で異なり、統合失調症で顕著に変化することが明らかとなった。解析対象とした前帯状回は、意思決定等の精神機能を担う部位とされている。本研究で見出した構造変化は、統合失調症の精神症状を反映している可能性がある。

報告書

(6件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 1件、 査読あり 20件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (10件)

  • [国際共同研究] Argonne National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Toxicity of visible light follows a rule similar to that for x-ray damage2018

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga and Ryuta Mizutani
    • 雑誌名

      Microscopy Today

      巻: 26(2) 号: 2 ページ: 58-58

    • DOI

      10.1017/s1551929518000263

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for estimating modulation transfer function from sample images2018

    • 著者名/発表者名
      Saiga Rino、Takeuchi Akihisa、Uesugi Kentaro、Terada Yasuko、Suzuki Yoshio、Mizutani Ryuta
    • 雑誌名

      Micron

      巻: 105 ページ: 64-69

    • DOI

      10.1016/j.micron.2017.11.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimating the resolution of real images2017

    • 著者名/発表者名
      Mizutani R、Saiga R、Takekoshi S、Inomoto C、Nakamura N、Arai M、Oshima K、Itokawa M、Takeuchi A、Uesugi K、Terada Y、Suzuki Y
    • 雑誌名

      J. Phys. Conf. Ser.

      巻: 849 ページ: 012042-012042

    • DOI

      10.1088/1742-6596/849/1/012042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimating the resolution of real images2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Susumu Takekoshi, Chie Inomoto, Naoya Nakamura, Makoto Arai, Kenichi Oshima, Masanari Itokawa, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yasuko Terada and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional X-ray visualization of axonal tracts in mouse brain hemisphere2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Masato Ohtsuka, Hiromi Miura, Masato Hoshino, Akihisa Takeuchi and Kentaro Uesugi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 35061-35061

    • DOI

      10.1038/srep35061

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A method for estimating spatial resolution of real image in the Fourier domain.2016

    • 著者名/発表者名
      Mizutani R, Saiga R, Takekoshi S, Inomoto C, Nakamura N, Itokawa M et al.
    • 雑誌名

      J Microsc.

      巻: 261 号: 1 ページ: 57-66

    • DOI

      10.1111/jmi.12315

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional structure of brain tissue at submicrometer resolution.2016

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Ryuta Mizutani, Chie Inomoto, Susumu Takekoshi, Naoya Nakamura, Akio Tsuboi, Motoki Osawa, Makoto Arai, Kenichi Oshima, Masanari Itokawa, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1696 ページ: 020004-020004

    • DOI

      10.1063/1.4937498

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent progress of hard x-ray imaging microscopy and microtomography at BL37XU of SPring-82016

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Kentaro Uesugi, and Ryuta Mizutani
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1696 ページ: 020013-020013

    • DOI

      10.1063/1.4937507

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-Dimensional Neuronal Structure of Human Cerebral Cortex Determined by Synchrotron-Radiation Microtomography.2015

    • 著者名/発表者名
      Saiga R, Takekoshi S, Inomoto C, Nakamura N, Tsuboi A, Osawa M, Arai M, Oshima K, Itokawa M, Uesugi K, Takeuchi A, Terada Y, Suzuki Y and Mizutani R.
    • 雑誌名

      Microsc. Microanal

      巻: 21 号: S3 ページ: 919-920

    • DOI

      10.1017/s1431927615005395

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X-ray tomographic microscopy of Drosophila brain network and skeletonized model building in the three-dimensional image2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      Microsc. Microanal.

      巻: 21(S3) 号: S3 ページ: 917-918

    • DOI

      10.1017/s1431927615005383

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scanning Brain Networks with Micro-CT2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Susumu Takekoshi, Makoto Arai, Akihisa Takeuchi, and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      Microscopy Today

      巻: 23 号: 5 ページ: 12-17

    • DOI

      10.1017/s1551929515000784

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One-step generation of multiple transgenic mouse lines using an improved Pronuclear Injection-based Targeted Transgenesis (i-PITT)2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Ohtsuka, Hiromi Miura, Keiji Mochida, Michiko Hirose, Ayumi Hasegawa, Atsuo Ogura, Ryuta Mizutani, Minoru Kimura, Ayako Isotani, Masahito Ikawa, Masahiro Sato and Channabasavaiah B Gurumurthy
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 16 ページ: 274-274

    • NAID

      120006957412

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] One-step generation of multiple transgenic mouse lines using an improved Pronuclear Injection-based Targeted Transgenesis (i-PITT)2015

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka M., Miura H., Mochida K., Hirose M., Hasegawa A., Ogura A., Mizutani R., Kimura M., Isotani A., Ikawa M., Sato M. and Gurumurthy C. B.
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: in press

    • NAID

      120006957412

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SPring-8放射光による神経回路ネットワークの解析2014

    • 著者名/発表者名
      水谷隆太,雑賀里乃,竹内晃久,上杉健太朗,寺田靖子,鈴木芳生
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 49 ページ: 222-225

    • NAID

      130007701737

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural biology of DNA (6-4) photoproducts formed by ultraviolet radiation and interactions with their binding proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, H. Mizutani, R.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 15 号: 11 ページ: 20321-20338

    • DOI

      10.3390/ijms151120321

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of neuronal circuits of the human brain by X-ray microtomography2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      SPring-8 Information

      巻: 19 ページ: 225-229

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal development of soaked protein crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Yusuke Shimizu, Rino Saiga, Go Ueno, Yuki Nakamura, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 5731-5731

    • DOI

      10.1038/srep05731

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of a double-stranded DNA (6–4) photoproduct in complex with the 64M-5 antibody Fab.2013

    • 著者名/発表者名
      Hideshi Yokoyama, Ryuta Mizutani, Yoshinori Satow
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica D

      巻: 69 号: 4 ページ: 504-512

    • DOI

      10.1107/s0907444912050007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X-ray microtomographic visualization of Escherichia coli by metalloprotein overexpression2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Keisuke Taguchi, Masato Ohtsuka, Minoru Kimura, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      J. Synchrotron Radiation

      巻: 20 号: 4 ページ: 581-586

    • DOI

      10.1107/s0909049513008467

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] X線マイクロトモグラフィ法によるヒト大脳神経回路の決定2013

    • 著者名/発表者名
      水谷隆太,雑賀里乃
    • 雑誌名

      放射光

      巻: 26 ページ: 268-275

    • NAID

      10031191828

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional network of Drosophila brain hemisphere2013

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi and Yoshio Suzuki
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol.

      巻: 184 号: 2 ページ: 271-279

    • DOI

      10.1016/j.jsb.2013.08.012

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reconstruction of brain network with micro/nano tomography2017

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Ryuta Mizutani, Susumu Takekoshi, Motoki Osawa, Makoto Arai, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki, Vincent De Andrade, Francesco De Carlo
    • 学会等名
      Microscopy Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Resolution estimation of real sample images2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Yoshiko Itoh, Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      Microscopy Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanotomography of brain networks2017

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Ryuta Mizutani, Susumu Takekoshi, Motoki Osawa, Makoto Arai, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yasuko Terada, Yoshio Suzuki, Vincent De Andrade, Francesco De Carlo
    • 学会等名
      American Physical Society, March Meeting 2017
    • 発表場所
      Ernest Morial Convention Center, New Orleans, USA
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MOUSE BRAIN NETWORK VISUALIZED WITH X-RAY MICROTOMOGRAPHY2016

    • 著者名/発表者名
      ino Saiga, Masato Ohtsuka, Masato Hoshino, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, and Ryuta Mizutani
    • 学会等名
      13th International Conference on X-Ray Microscopy
    • 発表場所
      Oxford Univ, United Kingdom
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A METHOD FOR ESTIMATING SAMPLE IMAGE RESOLUTION2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Susumu Takekoshi, Chie Inomoto, Naoya Nakamura, Makoto Arai, Kenichi Oshima, Masanari Itokawa, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yasuko Terada, and Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      13th International Conference on X-Ray Microscopy
    • 発表場所
      Oxford Univ, United Kingdom
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒト大脳皮質の神経回路の三次元解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤巻知央,菊池亜弥,蓮見真子,竹腰進,井野元智恵,中村直哉,坪井秋男,大澤資樹,新井誠,大島健一,糸川昌成,上杉健太朗,竹内晃久,寺田靖子,鈴木芳生,雑賀里乃,水谷隆太
    • 学会等名
      第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] X-ray Tomographic Microscopy of Drosophila Brain Network and Skeletonized Model Building in the Three-Dimensional Image2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Rino Saiga, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada and Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2015 Meeting
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (Portland, USA)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-Dimensional Neuronal Structure of Human Cerebral Cortex Determined by Synchrotron-Radiation Microtomography2015

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Susumu Takekoshi, Chie Inomoto, Naoya Nakamura, Akio Tsuboi, Motoki Osawa, Makoto Arai, Kenichi Oshima, Masanari Itokawa, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Yoshio Suzuki and Ryuta Mizutani
    • 学会等名
      Microscopy & Microanalysis 2015 Meeting
    • 発表場所
      Oregon Convention Center (Portland, USA)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray microtomographic visualization of microorganisms by metalloprotein overexpression2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      The 12th International Conference on X-Ray Microscopy 2014
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Australia
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional structure of the fruit-fly brain network2014

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Ryuta Mizutani, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki
    • 学会等名
      The 12th International Conference on X-Ray Microscopy 2014
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Australia
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress of imaging microscopy and microtomography at BL37XU of SPring-82014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Akihisa Takeuchi, Yasuko Terada, Kentaro Uesugi, and Ryuta Mizutani
    • 学会等名
      The 12th International Conference on X-Ray Microscopy 2014
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre, Australia
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Building human brain network in electron density map determined by X-ray microtomography2014

    • 著者名/発表者名
      Rino Saiga, Susumu Takekoshi, Naoya Nakamura, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, Yoshio Suzuki, and Ryuta Mizutani
    • 学会等名
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Visualizing soaking process of protein crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Mizutani, Yusuke Shimizu, Rino Saiga, Go Ueno, Yuki Nakamura, Akihisa Takeuchi, Kentaro Uesugi, and Yoshio Suzuki.
    • 学会等名
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Palais des congres de Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 広視野高分解能硬X線結像顕微鏡によるマイクロCT2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木芳生、寺田靖子、竹内晃久、上杉健太朗、田村繁治、水谷隆太
    • 学会等名
      第27回日本放射光学会年会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X 線マイクロトモグラフィ法によるヒト大脳神経回路の解析2014

    • 著者名/発表者名
      水谷隆太
    • 学会等名
      SPRUC拡大研究会・SPring-8利用ワークショップ
    • 発表場所
      高輝度光科学研究センター
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] X線マイクロトモグラフィ法によるヒト脳組織の三次元構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      雑賀里乃、水谷隆太、竹腰進、井野元智恵、中村直哉、大澤資樹、新井誠、大島健一、糸川昌成、竹内晃久、上杉健太朗、鈴木芳生
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺校
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X線マイクロトモグラフィ法によるヒト大脳皮質の三次元構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      水谷隆太、雑賀里乃、竹腰進、井野元智恵、中村直哉、大澤資樹、新井誠、大島健一、糸川昌成、竹内晃久、上杉健太朗、鈴木芳生
    • 学会等名
      SPring-8 シンポジウム2013
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 研究室サイト

    • URL

      https://mizutanilab.github.io/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ArXiv登録論文

    • URL

      https://arxiv.org/abs/1804.00404

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ソフトウエア

    • URL

      https://github.com/mizutanilab

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 三次元動画

    • URL

      https://www.youtube.com/user/mizutaniLab

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Mizutani Laboratory, Tokai University

    • URL

      https://mizutanilab.github.io/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Mizutani Laboratory, YouTube

    • URL

      https://www.youtube.com/user/mizutaniLab

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Mizutani Lab, Tokai Univ

    • URL

      http://www.el.u-tokai.ac.jp/ryuta/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Mizutani Laboratory, Dept of Applied Biochemistry

    • URL

      http://www.el.u-tokai.ac.jp/ryuta/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] SPATIOTEMPORAL DEVELOPMENT; NATIVE

    • URL

      http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=3WPJ

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Mizutani Laboratory

    • URL

      http://www.el.u-tokai.ac.jp/ryuta/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2022-02-21  

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