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ミクログリアによるシナプス活動修飾と神経回路の空間的活動制御

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 16H01346
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
研究機関神戸大学

研究代表者

和氣 弘明  神戸大学, 医学研究科, 教授 (90455220)

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
9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードミクログリア / 神経回路 / 免疫 / 2光子顕微鏡 / シナプス
研究実績の概要

本課題では、感覚刺激、運動学習において生理学的なミクログリア突起の動きによるシナプスへの接触でシナプス活動ひいては神経回路活動にどのように影響し、シナプス機能、可塑性、数を制御するかを検証する。次にこの制御機構の破綻で発達障害、精神・神経疾患を惹起しうるかを考える。これまで、2光子顕微鏡を用いた生体イメージングによってシナプス活動とミクログリアを同時に可視化し、ミクログリアの接触時にシナプス活動が増加することを示し、さらにこのミクログリアによるシナプス活動の修飾はミクログリアをリポ多糖類で活性化させることで消失することを明らかにした。またミクログリアをジフテリア毒素によって遺伝的に時期特異的に除去できるマウス(Iba1-tTa::TetO-DTA)を用いることで、ミクログリアを除去すると神経細胞活動の同期性が減少することから、ミクログリアによるシナプス活動の修飾は神経細胞集団の同期性に寄与していることを示した(論文投稿中)。またミクログリアがシナプス活動を修飾するのであれば、学習過程によってその動態が変化し、シナプス活動の修飾機構が変化する可能性がある。そこでレバー引きによる水報酬学習を用いてその前後でミクログリア突起の動態の比較をしたところ、学習前に比べて、学習後ではミクログリア突起の動態の複雑性が低下し、より定型的になっていることを明らかにした。またこのようなミクログリア突起動態の変化が精神疾患などのモデルでも認められるかどうか検証するために統合失調症モデル(Shn2-KO)で同様に比較したところ統合失調症モデルではミクログリア突起の動態の複雑性が増していることがわかった。そこで、これらを踏まえ、今後ミクログリアのシナプス修飾機構から精神疾患を考察していく。

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

    (13件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Activity-dependent functions of non-electrical glial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Daisuke、Eto Kei、Nabekura Junichi、Wake Hiroaki
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 457-464

    • DOI

      10.1093/jb/mvy023

    • 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] Cortical astrocytes prime the induction of spine plasticity and mirror image pain.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T, Eto K, Kim SK, Wake H, Takeda I, Horiuchi H, Moorhouse AJ, Ishibashi H, Nabekura J.
    • 雑誌名

      Pain

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1592-1606

    • DOI

      10.1097/j.pain.0000000000001248

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reduced Mastication Impairs Memory Function2017

    • 著者名/発表者名
      Fukushima-Nakayama Y.、Ono Takehito、Hayashi M.、Inoue M.、Wake H.、Ono Takashi、Nakashima T.
    • 雑誌名

      Journal of Dental Research

      巻: 96 号: 9 ページ: 1058-1066

    • DOI

      10.1177/0022034517708771

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microglia contact induces synapse formation in developing somatosensory cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto A, Wake H, Ishikawa AW, Eto K, Shibata K, Murakoshi H, Koizumi S, Moorhouse AJ, Yoshimura Y, Nabekura J
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/ncomms12540

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Microglial contact prevents excess depolarization and rescues neurons from excitotoxity2016

    • 著者名/発表者名
      Kato G, Inada H, Wake H, Akiyoshi R, Miyamoto A, Eto K, Ishikawa T, Moorhouse AJ, Strassman AM, Nabekura J
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 0004 号: 3 ページ: 0004-16

    • DOI

      10.1523/eneuro.0004-16.2016

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Visualization of immune system in brain.2017

    • 著者名/発表者名
      Wake H
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Systemic - CNS immune interaction to regulate neuronal activity2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki WAKE
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会(千葉)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Myelination for information processing2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki WAKE
    • 学会等名
      第90回日本神経化学会大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Physiology of microglia -New Insights-2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki WAKE
    • 学会等名
      XXⅢ World Congres of Neurology(京都)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 髄鞘のスクラップアンドビルドによる脳情報処理の効率化2017

    • 著者名/発表者名
      和氣弘明
    • 学会等名
      次世代脳冬のシンポジウム(東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Spatial and temporal regulation of neuronal circuit activity by glial cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki WAKE
    • 学会等名
      "The UK-Japan Spring Neuroscience Symposium (ロンドン)"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Activity dependent myelin regulation in information processing"2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki wake
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会(東京)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The role of microglia in learning during systemic inflammation.2016

    • 著者名/発表者名
      和氣 弘明
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-07-20
    • 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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