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神経損傷によって誘導される上位中枢神経回路の改編におけるミクログリアの制御機構

公募研究

研究領域グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
研究課題/領域番号 16H01344
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

宮田 麻理子  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70281631)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードミクログリア / 視床 / 上行性経路 / 改編 / 神経損傷 / シナプス / 体性感覚 / 中枢神経 / 神経因性疼痛
研究実績の概要

末梢神経の損傷は、直接は損傷を受けない上位中枢神経回路の改編を引き起こす。本研究では、ヒゲ感覚神経経路を用いて、神経損傷モデルマウスを使い損傷に伴う体性感覚伝導路の改編を誘導するメカニズムを明らかにすることを目標とした。メカニズムを明らかにする前に、視床神経回路の改編過程を明らかにした。ヒゲ神経損傷をした後、視床の上行性線維に異所性線維が侵入し、それと同領域の受容野が広がり、異所性のアロデニアが起きることを明らかにし論文に報告した。この現象を基軸に、シナプス改編の制御に関与するという特性からミクログリアの役割に着目した。組織学的解析から、神経損傷は損傷経路特異的にミクログリアの活性化を引き起こすことがわかった。脳幹では、体性感覚伝導路である三叉神経核のヒゲ受容野において顕著なミクログリアの凝集と、活性型に特徴的な細胞形態変化や分子発現の上昇が見られた。これらミクログリアの活性変化は、三叉神経核のヒゲ以外の受容野や、偽手術マウスの三叉神経核では見られなかった。一方、改編が生じる視床では、ミクログリアの細胞密度、また活性化に大きな変化は見られなかった。次に、神経損傷に伴うミクログリアの活性化を制御するため、薬理学的(マウスの餌を介して経口投与)、または遺伝学的(ミクログリアのCreマウスと、Cre依存にジフテリア毒素受容体を発現するマウスを用いる)なミクログリアの除去を行った。ミクログリア除去マウスを用いた電気生理学的解析から、ヒゲ感覚神経の損傷による視床回路の改編が抑制されることがわかった。マウスにおいて、ヒゲ感覚神経の損傷は下顎への感覚刺激に対する異所的アロディニアを引き起こす。ミクログリア除去マウスでは、この異所的アロディニア応答も抑制された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A collagen-coated PGA conduit for interpositional-jump graft with end-to-side neurorrhaphy for treating facial nerve paralysis in rat2018

    • 著者名/発表者名
      Niimi Yosuke、Matsumine Hajime、Takeuchi Yuichi、Osaki Hironobu、Tsunoda Satoshi、Miyata Mariko、Yamato Masayuki、Sakurai Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microsurgery

      巻: Epub ahead of print 号: 1 ページ: 70-80

    • DOI

      10.1002/micr.30291

    • 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] Afferent fiber remodeling in the somatosensory thalamus of mice as a neural basis of somatotopic reorganization in the brain and ectopic mechanical hypersensitivity after peripheral sensory nerve injury2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Takeuchi,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Yoko Katayama,Mariko Miyata
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 4 号: 2 ページ: ENEURO.0345-16.2017

    • DOI

      10.1523/eneuro.0345-16.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Metabotropic Glutamate Receptor Subtype 1 Mediates Experience-Dependent Maintenance of Mature Synaptic Connectivity in the Visual Thalamus2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata and Masanobu Kano
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 91 号: 5 ページ: 1097

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2016.07.035

    • 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
  • [学会発表] Reperesentation of nociceptive stimuli within rodent primary somatosensory cortex. Pain Emotion and Plasticity2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Miyata
    • 学会等名
      JST joint Mini Synposium, Tokyo,(招待講演)(国際学会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The dysgranular area of somatosensory cortex represents nociceptive2017

    • 著者名/発表者名
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshihumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cortical activity regulates refinement of afferent lemniscal synapses in the somatosensory thalamus2017

    • 著者名/発表者名
      Narushima Madoka, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of MeCP2 protein expression in the mouse dLGN during development2017

    • 著者名/発表者名
      YAGASAKI Yuki, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dorsage-dependent GABAergic circuit assembly by FoxG1, a gene associated with ASD2017

    • 著者名/発表者名
      Goichi, MIYOSHI, Yoshihumi Ueta, Hironobu Osaki,Mai Tanaka,Carina Hanashima,Gord Fishell,Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 10th Annual Meeting for Japanese Developmental Neuroscientists
    • 発表場所
      秋保リゾートホテルクレセント(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 感覚神経損傷による大脳皮質身体表現の変容動態の可視化と制御2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚の脳内身体表現の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 福井敦, 植田禎史, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 一次運動野脳梗塞による一次体性感覚野の受容野および活動性変化について2017

    • 著者名/発表者名
      福井敦, 尾崎弘展, 植田禎史, 村垣善浩, 川俣貴一, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 発達期および神経損傷によって生じる体性感覚経路のシナプス改編におけるミクログリア活性の役割2017

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子, 植田禎史, 矢ヶ崎有希, 片山洋子, 尾崎弘展
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回成果報告会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dysgranular area in somatosensory cortex of mice represents nociceptive information.2017

    • 著者名/発表者名
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The activation of paralemniscal pathway following the whisker sensory nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Osaki, Yoshifumi Ueta, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Assembly of neocortical circuitry by FoxG1, a gene associated with neurocognitive disorders2016

    • 著者名/発表者名
      Goichi Miyoshi,Yoshifumi Ueta,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Carina Hanashima,Gord Fishell,Mariko Miyata
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cortical activity regulates refinement of afferent lemniscal synapses in the somatosensory thalamus.2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 神経損傷によって誘導される上位中枢神経回路の改編におけるミクログリアの制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第3回夏のワークショップ
    • 発表場所
      山形国際ホテル(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Role of microglial function in neural remodeling of somatosensory circuits following peripheral nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      植田禎史, 尾崎弘展, 矢ヶ崎有希, 片山洋子, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第3回夏のワークショップ
    • 発表場所
      蔵王アストリアホテル(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-07-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Type I metabotropic glutamate receptor is crucial for visual experience-dependent maintenance of mature connectivity of retinogeniculate synapses2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata, Masanobu Kano
    • 学会等名
      10th FENS Forum of Neuroscience 2016
    • 発表場所
      Bella Center(Denmark,Copenhagen)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Type I metabotropic glutamate receptor as a crucial molecule for visual experience-dependent maintenance of matured connectivity of retinogeniculate synapses2016

    • 著者名/発表者名
      Miyata Mariko, Madoka Narushima, YAGASAKI Yuki,Yasuyuki Nagumo
    • 学会等名
      US-Japan Brain research cooperative program:CUrrent Trends and Future Directions of Synaptic Plasticity Research
    • 発表場所
      SMC Center(USA,Baltimore)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経損傷によって誘発される異所痛の神経基盤2016

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子
    • 学会等名
      第34回山梨神経科学研究会
    • 発表場所
      アーバンヴィラ古名屋ホテル(山梨県甲府市)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced activity of specific pathway following the whisker sensory nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 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
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Clinical Neuroscience vol. 35 (17年) 2月号ーwhat's New,一次体性感覚野の変容過程2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 宮田麻里子
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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