蛍光Ｃａプローブを発現する新規マウスを多種類用いた、脳血流制御機構の可視化解析

• 研究課題/領域番号: 26460335
• 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: 薬理学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関谷 敬 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (40511374)
• 連携研究者: 田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (30329700)
• 研究協力者: 北島 奈美 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 学部学生
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016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); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 血管平滑筋 / 脳血流 / カルシウムシグナル / 蛍光イメージング / アストロサイト

研究成果の概要

脳はエネルギー要求性が高く、豊富な血流を必要とするが、情報処理時にはさらなる血流を消費する。この神経活動依存的な血流増加は非常に重要な現象であるが、そのメカニズムは不明な点が多い。本研究では、マウス大脳皮質において、神経細胞・アストロサイト・血管平滑筋の活動をイメージングで捉え、血流増加時に制御に関わる細胞の時空間動態を解析した。さらに、細胞間シグナル伝達経路の解明のため、薬理学的な阻害実験も行った。これらより、神経細胞とアストロサイトが、動脈平滑筋を弛緩させ、脳局所の血流増加を引き起こすことを明らかにした。また、脳血流制御において、ノルアドレナリンも重要な働きを持つことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate food-incentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyo Natsubori, Iku Tsustui-Kimura, Hiroshi Nishida, Youcef Bouchekioua, Hiroshi Sekiya, Motokazu Uchigashima, Masahiko Watanabe, Alban de Kerchove d'Exaerde, Masaru Mimura, Norio Takata, and Kenji Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 10 ページ: 2723-2733
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3377-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Promising techniques to illuminate neuromodulatory control of the cerebral cortex in sleeping and waking states. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda T, Ohyama K, Muramoto H, Kitajima N, Sekiya H.
  • 雑誌名: Neurosci. Res. 巻: 印刷中 ページ: 92-103
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.04.009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whisker experience-dependent mGluR signaling maintains synaptic strength in the mouse adolescent cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubota, J., Mikami, Y., Kanemaru, K., Sekiya, H., Okubo, Y. and Iino, M.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 巻: 44 号: 3 ページ: 2004-2014
  • DOI: 10.1111/ejn.13285
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo visualization of subtle, transient and local activity of astrocytes using an ultrasensitive Ca2+ indicator. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanemaru K, Sekiya H, Xu M, Satoh K, Kitajima N, Yoshida K, Okubo Y, Sasaki T, Moritoh S, Hasuwa H, Mimura M, Horikawa K, Matsui K, Nagai T, Iino M, Tanaka KF
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 8(1),311 号: 1 ページ: 311-318
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.05.056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Astrocytes mediate blood flow regulation conducted by the locus coeruleus (2017)
  • 著者名/発表者名: Nami Kitajima, Hiroshi Sekiya, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
• [学会発表] In vivo imaging analysis of astrocytic neuroprotective effects in cerebral infarction (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Kenji Takikawa, Kaname Sato, Miki Takagi, Nami Kitajima, Toshiko Yamazawa, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Kenzo Hirose, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
• [学会発表] アストロサイトは、脳血流動態を安定化する (2016)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第89回日本薬理学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-03-09
• [学会発表] In vivo visualization of the glial assembly: Techniques and applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Nami Kitajima, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第3回グリアアセンブリWorkshop
  • 発表場所: 山形国際ホテル(山形県山形市)
• [学会発表] 生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第64回BloodVesselClub
  • 発表場所: 東京大学医学部3号館(東京都文京区)
• [学会発表] アストロサイトを介した青斑核による脳血流制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第26回日本循環薬理学会
  • 発表場所: 信州大学医学部附属病院(長野県松本市)
• [学会発表] Cerebral blood flow regulation by the locus coeruleus via astrocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Nami Kitajima, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第21回グリア研究会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
• [学会発表] Functions of astrocytes studied using in vivo Ca2+ imaging in non-anaesthetized mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Nami Kitajima, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第20回グリア研究会
  • 発表場所: 名古屋市立大学医学部研究棟
  • 年月日: 2015-12-05
• [学会発表] 脳血流制御におけるノルアドレナリン作動性神経の働き (2015)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第25回日本循環薬理学会
  • 発表場所: 東大寺総合文化センター金鐘ホール
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] 脳血管平滑筋の生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第132回日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 明海大学 浦安キャンパス
  • 年月日: 2015-07-04
• [学会発表] In vivo fluorescence imaging of the cerebral cortex: techniques and applications (2015)
  • 著者名/発表者名: 関谷 敬、北島 奈美、 瀧川 健司、高木 美貴、佐藤 要、山澤 徳志子、金丸 和典、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
  • 学会等名: 第88回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市熱田区）
  • 年月日: 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Use of a novel optical ATP probe for in vivo visualization of extracellular ATP wave during cortical spreading depression (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀧川 健司、関谷 敬、佐藤 要、北島 奈美、高木 美貴、金丸 和典、坂本 寛和、並木 繁行、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
  • 学会等名: 第88回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市熱田区）
  • 年月日: 2015-03-19
• [学会発表] Astrocytic Ca2+ signals correlate with contraction of cerebral vascular smooth muscle cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第88回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市熱田区）
  • 年月日: 2015-03-18
• [学会発表] In vivo Ca2+ imaging of cortical astrocytes during ischemia using a mouse thromboembolic disease model (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木 美貴、関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、山澤 徳志子、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第88回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市熱田区）
  • 年月日: 2015-03-18
• [学会発表] In vivo visualization of subtle, transient and local activity of astrocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: 関谷 敬、金丸 和典、徐 明、佐藤 要、北島 奈美、吉田 慶太郎、大久保 洋平、佐々木 拓哉、森藤 暁、蓮輪 英毅、三村 將、堀川 一樹、松井 広、永井 健治、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 国際シンポジウムVMT2014
  • 発表場所: 伊藤国際学術研究センター（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [学会発表] 脳血管平滑筋の生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第24回 日本循環薬理学会
  • 発表場所: 山形テルサ（山形県山形市）
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 血栓塞栓モデルを用いた脳虚血時アストロサイトのin vivo Ca2+イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 高木 美貴、関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、山澤 徳志子、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第131回 日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 横浜市立大学福浦キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-10-11
• [学会発表] 異常興奮時の大脳皮質における細胞外ATPウェーブの可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 要、関谷 敬、瀧川 健司、坂本 寛和、有吉 哲郎、並木 繁行、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
  • 学会等名: 第131回 日本薬理学会関東部会
  • 発表場所: 横浜市立大学福浦キャンパス（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-10-11
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科細胞分子薬理学教室 Website
  • URL: http://calcium.cmp.m.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科細胞分子薬理学教室ウェブサイト
  • URL: http://calcium.cmp.m.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [備考] 細胞分子薬理学教室HP
  • URL: http://calcium.cmp.m.u-tokyo.ac.jp/index.html