成長過程における神経・グリア・血管の連携メカニズムの獲得とその神経修飾作用の解明

• 研究課題/領域番号: 25750400
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 正本 和人 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (60455384)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 神経血管連関 / グリア / 蛍光グルコース誘導体 / レーザースペックル血流計 / 蛍光標識グルコース誘導体 / 光イメージング / 脳微小循環 / 血流計測 / 神経活動 / 糖代謝

研究成果の概要

蛍光標識を施したグルコースの誘導体2-NBDGを用いて血中から脳組織への輸送現象を定量化するための画像解析法について検討した。まず、血管内、血管壁、組織の各領域における2-NBDGの濃度変化について評価した。次に、グラフ解析の手法を用いて各コンパートメント間における2-NBDGの移行量と蓄積量を求めた。その結果、血中から壁への移行および血中から壁と組織への移行に関しては，動脈と静脈との間で有意な差はみられなかったが，血中から組織への移行に関しては静脈よりも動脈の方が有意に大きい結果が得られた．さらに麻酔下と覚醒下で比較した結果、麻酔下では輸送担体を介さない移行経路が主要であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Fluorescence Imaging of Blood Flow Velocity in the Rodent Brains (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Masamoto, Ryo Hoshikawa, Hiroshi Kawaguchi
  • 雑誌名: CurrentTopicsMedicinChem 巻: ?
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 神経血管ユニットの構造的および機能的可塑性に関する生体光イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 正本和人, 菅野巖
  • 雑誌名: 日本脳循環代謝学会機関誌 巻: ?
  • NAID: 130005093706
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Automated image analysis for diameters and branching points of cerebral penetrating arteries and veins captured with two-photon microscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: T, Yoshihara K, Kawaguchi H, Takuwa H, Ito H, Kanno I, Yamada Y, Masamoto K.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 812 ページ: 209-215
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microvascular sprouting, extension, and creation of new capillary connections 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 ページ: 325-331
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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: Yuta Sekiguchi, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Kawaguchi, Takahiro Kikuchi, Eiji Okada, Iwao Kanno, Hiroshi Ito, Yutaka Tomita, Yoshiaki Itoh, Norihiro Suzuki, Ryo Sudo, Kazuo Tanishita, Kazuto Masamoto
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab 巻: 34 ページ: 1761-1770
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hypoxia-induced adaptation of cerebral microvasculature (2014)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K, Takuwa H, Ito H, Kanno I
  • 雑誌名: Microvascular Reviews and Communications 巻: 6 ページ: 13-18
  • NAID: 130004467813
  • 査読あり
• [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] 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
• [学会発表] 蛍光グルコース誘導体を用いたマウス大脳血管壁におけるグルコース輸送に関する生体光イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 村田 澪, 鈴木秀明, 田桑弘之, 川口拓之, 菅野 巖, 冨田 裕, 鈴木則宏, 山田勝也, 正本和人
  • 学会等名: 第27回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター （新潟）
  • 年月日: 2015-01-09 – 2015-01-10
• [学会発表] 二光子レーザー顕微鏡法による神経血管連関の可視化と光による介入 (2014)
  • 著者名/発表者名: 正本和人
  • 学会等名: 第16回先進レーザー応用技術セミナー「医療・バイオ分野における計測・イメージング技術」
  • 発表場所: 慶應義塾大学理工学部矢上キャンパス（横浜）
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [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，新タ雅啓，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: 岡山コンベンションセンター（岡山）
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] In vivo optical imaging of structural and functional plasticity of neurovascular unit. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masamoto K:
  • 学会等名: 第26回日本脳循環代謝学会総会
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター（岡山）
  • 年月日: 2014-11-21
• [学会発表] analysis of astrocytic restructuring induced by chronic hypoxia in the adult mouse cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Maeda, Masahiro Nitta, Takuma Sugashi, Hiroshi Kawaguchi, Hiroyuki Takuwa, Hiroshi Ito, Iwao Kanno, Kazuto Masamoto
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington DC (USA)
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [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: レーザー学会第467回研究会「ニューロフォトニクス」
  • 発表場所: 北海道大学北キャンパス創成科学研究棟（北海道）
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] 脳血管のmetabolic control: 低酸素環境と脳血管のリモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 正本和人
  • 学会等名: 第24回脳血管シンポジウム 脳血管研究update
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪）
  • 年月日: 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Two-dimensional velocity imaging of cortical surface vasculature in the anesthetized mouse exposed to chronic hypoxia. (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hosihikawa, T. Sugashi, H. Kawaguchi, H. Takuwa, H. Ito, Y. Tomita, N. Suzuki, I. Kanno, K. Masamoto
  • 学会等名: International Society on Oxygen Transport to Tissue
  • 発表場所: London (UK)
  • 年月日: 2014-06-28 – 2014-07-03
• [学会発表] Astrocytic adaptation during cerebral angiogenesis follows the new vessel formation induced through chronic hypoxia in adult mouse cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Masamoto, and I. Kanno.
  • 学会等名: SPIE Photonics West, Biomedical Optics Conference
  • 発表場所: The Moscone Center, San Francisco, CA, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 生体二光子顕微鏡法によって撮像したマウス脳アストロサイトに関する形態的特徴量の抽出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田裕昭，須貸拓馬，佐藤 匡，関口優太，川口拓之，田桑弘之，伊藤 浩，菅野 巖，宮脇陽一，正本和人
  • 学会等名: 日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 蛍光輝度-時間曲線を用いたマウス脳表血管血流速度画像法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 星川 椋，須貸拓馬，川口拓之，田桑弘之，伊藤 浩，菅野 巖，正本和人
  • 学会等名: 日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 蛍光標識グルコースを用いたマウス大脳におけるグルコースの取り込みに関する動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鳥取直友，村田 澪，高田優季，田桑弘之，川口拓之，伊藤 浩，菅野 巖，山田幸生，山田勝也，正本和人
  • 学会等名: 日本機械学会第26回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] Cortical depth-dependent morphology of cerebral microvasculature revealed with automated image analysis of two-photon microscopic data. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sugashi, K. Yoshihara, H. Kawaguchi, H. Takuwa, H. Ito, I. Kanno, Y. Yamada, K. Masamoto.
  • 学会等名: The 41st Annual meeting of ISOTT
  • 発表場所: Hanover, NH, USA
• [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: R. Murata, Y. Takada, H. Takuwa, H. Kawaguchi, H. Ito, I. Kanno, N. Tottori, Y. Yamada, Y. Tomita, Y. Itoh, N. Suzuki, K. Yamada, K. Masamoto.
  • 学会等名: The 41st Annual meeting of ISOTT
  • 発表場所: Hanover, NH, USA
• [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
• [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：永久閉塞と再灌流モデルでの比較 (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
• [学会発表] 慢性的な低酸素負荷に対する脳微小血管の可塑性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 正本和人，菅野巖
  • 学会等名: 第17回酸素ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 弘前大学
• [学会発表] NIRSの信号原理を支える神経血管ップリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 正本和人，菅野巖
  • 学会等名: 第15回日本ヒト脳機能マッピング学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] マウス大脳皮質微小血管に関する二光子顕微鏡画像の半自動定量解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須貸拓馬，吉原光一，前田裕昭，菅野 巖，伊藤 浩，山田幸生，正本和人
  • 学会等名: 第17回酸素ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 弘前大学
• [学会発表] 覚醒マウス脳表における神経活動および脳血流変化の同時計測システムの構築
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之, 西野明日香，川口拓之，正本和人，松浦哲也，菅野 巖，伊藤 浩
  • 学会等名: 第2回ニューロフォトニクス研究会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷
• [学会発表] （特別講演）NIRSの基礎となる神経血管カップリング：脳活動時の酸素ダイナミクスと血管反応
  • 著者名/発表者名: 正本和人，菅野巖
  • 学会等名: 第20回医用近赤外線分光法研究会
  • 発表場所: 東京ステーションコンファレンス
  • 招待講演
• [学会発表] （特別講演）脳の神経活動時の微小循環ダイナミクス解析
  • 著者名/発表者名: 正本和人
  • 学会等名: 第27回呼吸研究会
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] Microscopic optical imaging of neurovascular coupling dynamics
  • 著者名/発表者名: 正本和人，菅野巖
  • 学会等名: 計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学