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アルツハイマー病の神経回路長期可視化による機能破綻過程の解明

公募研究

研究領域脳タンパク質老化と認知症制御
研究課題/領域番号 17H05695
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
研究機関京都大学

研究代表者

水田 恒太郎  京都大学, 医学研究科, 助教 (60632891)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードアルツハイマー病 / in vivoイメージング / 海馬 / 記憶・学習 / バーチャルリアリティ / 場所細胞 / カルシウムイメージング / in vivo イメージング
研究実績の概要

本研究では、空間認知障害を引き起こすアルツハイマー病の症状が神経回路レベルでどのように進行していくか明らかにするために、空間の認識・記憶の障害に関係する海馬CA1領域に緑色蛍光カルシウムプローブG-CaMP7を発現するアルツハイマー病モデルマウス(AppNL-G-F/NL-G-F)を用いて、in vivo二光子カルシウムイメージングにより、同一個体の約650個からなる同一神経細胞集団の活動を数ヶ月に亘り観察し、神経回路レベルでのアルツハイマー病病態の進行に対して、いくつかの興味深い所見を見出した。(1)アルツハイマー病モデルマウスでは、海馬上昇層でG-CaMP7と共発現している赤色蛍光蛋白質DsRed2の蛍光シグナルとして観察されるアミロイド斑様凝集体が、3か月齢から発生し、加齢と共に数、大きさともに増大し、さらに、毒性の高いアミロイド付近に存在すること(2)神経活動においては、過活動を示す細胞が増加すること(3)場所細胞においては、安定性が4か月齢減少することと(4)数が7か月齢から減少すること(5)これらの異常な神経活動はアミロイド斑様凝集物の周囲で起こりやすいことがわかった。したがって、アルツハイマー病の海馬CA1領域の機能回路は、アミロイド蓄積が増加した後に場所細胞を含む神経機能回路が破綻していくと考えらえる。また本研究の実験系は、数か月に亘るアルツハイマー病症状の進行と細胞活動を同時観察できるため、新規アルツハイマー病薬の有効な評価に応用されていくことが期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Inhibition by general anesthetic propofol of compound action potentials in the frog sciatic nerve and its chemical structure2018

    • 著者名/発表者名
      Magori Nobuya、Fujita Tsugumi、Mizuta Kotaro、Kumamoto Eiichi
    • 雑誌名

      Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology

      巻: 392 号: 3 ページ: 359-369

    • DOI

      10.1007/s00210-018-01596-w

    • 関連する報告書
      2018 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] Inhibition by non-steroidal anti-inflammatory drugs of compound action potentials in frog sciatic nerve fibers2018

    • 著者名/発表者名
      Rika Suzuki, Tsugumi Fujita, Kotaro Mizuta, Eiichi Kumamoto
    • 雑誌名

      Biomedicine & Pharmacotherapy

      巻: 103 ページ: 326-335

    • DOI

      10.1016/j.biopha.2018.04.041

    • 関連する報告書
      2018 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] Bisphenol A inhibits compound action potentials in the frog sciatic nerve in a manner independent of estrogen receptors2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Mizuta, Tsugumi Fujita, Hiroki Yamagata, Eiichi Kumamoto
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 10 ページ: 145-151

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2017.03.006

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Hippocampus-Dependent Goal Localization by Head-Fixed Mice in Virtual Reality2017

    • 著者名/発表者名
      Sato Masaaki、Kawano Masako、Mizuta Kotaro、Islam Tanvir、Lee Min Goo、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 4 号: 3 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1523/eneuro.0369-16.2017

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Different breakdown patterns of functional neuronal circuits in Alzheimer’s disease model mice2018

    • 著者名/発表者名
      Risa Takamura, Kotaro Mizuta, Yukiko Sekine, Tanvir Islam, Takashi Saito, Takashi Takekawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Toshio Ohshima1, Takaomi Saido3, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Alzheimer's & Parkinson's Diseases
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-steroidal anti-inflammatory drugs inhibit frog sciatic nerve compound action potentials in a manner dependent on their chemical structures2018

    • 著者名/発表者名
      Rika Suzuki, Tsugumi Fujita, Kotaro Mizuta, Nobuya Magori, Chong Wang, Fan Yang, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Biologically Inspired Artificial General Intelligence Navigated by Circuits Associated with Tasks2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Osawa, Kotaro Mizuta, Hiroshi Yamakawa, Yasunori Hayashi and Michita Imai
    • 学会等名
      日本神経回路学会 第28回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アルツハイマー病モデルマウス海馬CA1領域における神経機能回路の段階的破綻2018

    • 著者名/発表者名
      高村理沙、水田恒太郎、関根友紀子、イスラムタンビル、斉藤貴志、竹川高志、大倉正道、深井朋樹、中井淳一、大島登志男、西道隆臣、林康紀
    • 学会等名
      第37回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 様々な化学構造の非ステロイド性抗炎症薬による蛙坐骨神経の複合活動電位抑制2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 里佳,藤田 亜美,水田 恒太郎,馬郡 信弥,わん ちょん,楊 帆、熊本 栄一
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Reward event representation in hippocampal CA1 cell ensemble2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Mizuta, Masaaki Sato, Yukiko Sekine, Masako Kawano, Tanvir Islam, Risa Takamura, Takashi Takekawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal dynamics that shape hippocampal cognitive maps2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sato, Kotaro Mizuta, Tanvir Islam, Masako Kawano, Takashi Takekawa, Daniel Gomez-Dominguez, Hiroshi Yamakawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Breakdown processes of functional neural circuits in hippocampal CA1 area of Alzheimer’s disease model mice2017

    • 著者名/発表者名
      Risa Takamura, Kotaro Mizuta, Yukiko Sekine, Tanvir Islam, Takashi Saito, Takashi Takekawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Takaomi C. Saido, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inhibitory actions of non-steroidal anti-inflammatory drugs on compound action potentials in the frog sciatic nerve2017

    • 著者名/発表者名
      Rika Suzuki, Tsugumi Fujita, Kotaro Mizuta, Nobuya Magori, Ryo Hirao, Takashi Iwasaki, Chong Wang, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 非ステロイド性抗炎症薬による蛙坐骨神経の複合活動電位の抑制とその化学構造2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木里佳,藤田亜美,水田恒太郎,馬郡信弥,王 チョン,楊 帆,熊本栄一
    • 学会等名
      第68回西日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cellular mechanisms for the formation and plasticity of hippocampal cognitive maps2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sato, Kotaro Mizuta, Tanvir Islam, Masako Kawano, Takashi Takekawa, Daniel Gomez-Dominguez, Hiroshi Yamakawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional breakdown processes of neural circuits in hippocampal CA1 region of Alzheimer’s disease model mice2017

    • 著者名/発表者名
      Risa Takamura, Kotaro Mizuta, Yukiko Sekine, Tanvir Islam, Takashi Saito, Takashi Takekawa, Masamichi Ohkura, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Takaomi C. Saido, Yasunori Hayashi
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-steroidal anti-inflammatory drugs inhibit compound action potentials in the frog sciatic nerve fibers2017

    • 著者名/発表者名
      Rika Suzuki, Tsugumi Fujita, Kotaro Mizuta, Nobuya Magori, Chong Wang, Fang Yang, Masaru Ishimatsu, Eiichi Kumamoto
    • 学会等名
      The 47th Annual Meeting of Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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