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視床トポグラフィック回路におけるスクラップ&ビルド機構の解明

公募研究

研究領域スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御
研究課題/領域番号 17H05752
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) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード内側毛帯シナプス / 視床 / 神経回路 / 改編 / ミクログリア / シナプス除去 / 内側毛帯線維 / 神経回路改編 / 体性感覚 / 神経科学 / 生理学 / シナプス伝達
研究実績の概要

末梢神経の損傷は、その投射路の上位中枢で神経回路の改編を引き起し、これは脳内マップの改変や幻肢痛にも深く関わることが知られている。我々は、視床VPM核へのヒゲ由来の上行性の内側毛帯線維シナプスを他と識別化することで、ヒゲ感覚神経を損傷したマウスのVPMにおいてヒゲ由来の内側毛帯線維シナプスが弱化し(シナプス刈り込み)、ヒゲ以外の体幹や下顎由来の内側毛帯線維シナプスが、ヒゲ領域ニューロンに下顎などからの異所性シナプスをつくることを見いだした。本研究では、視床のシナプス刈り込み・異所性シナプス形成といったヒゲ感覚神経損傷によって引き起こされる二種類のシナプス改編機構に対し、ミクログリアが特異的に作用するかを検討し、それにより体部位マップ変化や異所痛行動に与える影響を調べた。その結果、ヒゲ感覚神経損傷後5日目で三叉神経核ヒゲ領域のミクログリアは集積して数が増え、活性化していた。一方、視床ではミクログリアの数も形も変化なく、CD68で活性化を見ても、三叉神経核のミクログリアは活性化されており、視床は活性化していなかった。加えて、ミクログリアを欠損させたマウスを用いると、神経損傷後の視床シナプスの改編は阻害された。三叉神経核のみミクログリアを除去しても同様であった。以上のことから、起始核でのミクログリアがシナプス前に働いて神経損傷に伴う軸索の改編を起こしていることが示唆された。
行動レベルでは、ヒゲ神経を切断すると顎の触刺激に対するアロディニアが生じることをすでに報告しているが、シナプス改編現象と一致して、ミクログリアを欠損させるとアソレニアが阻止されることが分かった。以上のことから末梢神経損傷による起始核のミクログリアの集積・活性化が視床でのシナプス改編とアロディニアを誘発していることが示唆された。

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

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A method package for electrophysiological evaluation of reconstructed or regenerated facial nerves in rodents2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Yuichi、Osaki Hironobu、Matsumine Hajime、Niimi Yosuke、Sasaki Ryo、Miyata Mariko
    • 雑誌名

      MethodsX

      巻: 5 ページ: 283-298

    • DOI

      10.1016/j.mex.2018.03.007

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experience-dependent MeCP2 expression in the excitatory cells of mouse visual thalamus2018

    • 著者名/発表者名
      Yagasaki Yuki、Miyoshi Goichi、Miyata Mariko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 5 ページ: e0198268-e0198268

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0198268

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axonal supercharged interpositional jump-graft with a hybrid artificial nerve conduit containing adipose-derived stem cells in facial nerve paresis rat model2018

    • 著者名/発表者名
      Kamei Wataru、Matsumine Hajime、Osaki Hironobu、Ueta Yoshifumi、Tsunoda Satoshi、Shimizu Mari、Hashimoto Kazuki、Niimi Yosuke、Miyata Mariko、Sakurai Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microsurgery

      巻: 38 号: 8 ページ: 889-898

    • DOI

      10.1002/micr.30389

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adipose‐derived stem cells and the stromal vascular fraction in polyglycolic acid‐collagen nerve conduits promote rat facial nerve regeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Mari、Matsumine Hajime、Osaki Hironobu、Ueta Yoshifumi、Tsunoda Satoshi、Kamei Wataru、Hashimoto Kazuki、Niimi Yosuke、Watanabe Yorikatsu、Miyata Mariko、Sakurai Hiroyuki
    • 雑誌名

      Wound Repair and Regeneration

      巻: 26 号: 6 ページ: 446-455

    • DOI

      10.1111/wrr.12665

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
      2018 実績報告書 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
    • 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
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective thalamic innervation of rat frontal cortical neurons.2016

    • 著者名/発表者名
      Shigematsu N, Ueta Y, Mohamed AA, Hatada S, Fukuda T, Kubota Y, Kawaguchi, Y
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 26 号: 6 ページ: 2689-2701

    • DOI

      10.1093/cercor/bhv124

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Experience and cell type dependent induction of MeCP2 in the visual thalamus.2019

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi(Yagasaki) Yuki, Miyoshi Goichi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Presynaptic properties at lemniscal fiber terminals in the somatosensory thalamus.2019

    • 著者名/発表者名
      Midorikawa Mitsuharu, Miyata Mariko
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microglia permit climbing fiber pruning by promoting synaptic inhibition in the developing cerebellm.2019

    • 著者名/発表者名
      Hisako Nakayama
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of aberrant synaptic remodeling in the thalamus triggered by peripheral nerve injury.2019

    • 著者名/発表者名
      Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      9th FAOPS Congress
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Layer-specific impairment of somatosensory processing in the primary2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Fukui, ◎Hironobu Osaki, Yoshifumi Ueta and Mariko Miyata
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Suppression of microglia prevents nerve injury-induced synapse remodeling in the thalamus2019

    • 著者名/発表者名
      Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 医学部の選択講義(医学情報学)におけるタブレット端末の活用2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤 梓, 辻野賢治, 加藤砂織, 田部瑶子, 上田明子, 中谷 允, 藤原吉希, 宮田麻理子, 尾崎 眞
    • 学会等名
      日本情報教育学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚情報処理に関わる新たな脳領域.2019

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子
    • 学会等名
      東京女子医科大学・早稲田大学融合研究創出ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reperesentation of nociceptive stimuli within rodent primary somatosensory cortex. Pain Emotion and Plasticity,2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Miyata
    • 学会等名
      JST joint Mini Synposium, Tokyo,
    • 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] circuits.2018

    • 著者名/発表者名
      Ueta Yoshifumi, Sekino Sachie, Miyoshi Futaba, Yagasaki Yuki, Katayama Yoko, Miyata Mariko
    • 学会等名
      Glial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders, Tokyo, Japan,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 医学部におけるICT利活用支援のための選択講義.2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤梓, 辻野賢治, 村杉雅秀, 加藤砂織, 田部瑶子, 上田明子, 中谷允, 藤原吉希, 宮田麻理子
    • 学会等名
      第24回大学教育研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 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 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Gene-dosage dependent inhibitory circuit assembly and social behavior tuning by FoxG1, a transcription factor associated with ASD.2017

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi, G., Ueta, Y., Osaki, H., Hanashima, C., Fishell, G., Miyata, M.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Inhibition in the CNS, Les Diablerets, Switzerland,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-07-04   更新日: 2019-12-27  

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