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組織構築変化によって生じるマルチスケール現象としての精神病態メカニズムの解明

公募研究

研究領域マルチスケール精神病態の構成的理解
研究課題/領域番号 19H05227
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

久保 健一郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (20348791)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード精神神経疾患 / 統合失調症 / 自閉スペクトラム症 / 神経細胞移動 / 組織構築変化 / FlashTag法 / iGonad法 / 発生 / 発達 / 細胞構築 / 回路形成 / 環境要因 / フラッシュ・タグ法 / 死後脳組織 / 行動解析 / 発生過程 / マルチスケール現象
研究開始時の研究の概要

本研究では、分子・細胞構築の変化を持つ複数の精神神経疾患の動物モデルを用いて、回路形成への影響を、発達段階を追いながら明らかにする。その基盤となるゲノムや遺伝子、分子的変化を明らかにするとともに、回路の発達段階による動的な変遷を考慮しながら、それらの回路が脳の各領野における神経活動へ与える影響を明らかにして、局所の分子・細胞レベルの変化が、マルチスケール現象として脳機能全体に与える影響を解明する。分子的な制御に加え、正常と変化した回路の神経活動を制御した際に、それぞれが脳機能や動物行動に与える影響を明らかにすることで、病態の解明と正常化方法の検討を行う。

研究実績の概要

統合失調症や自閉スペクトラム症など、発生段階での要因が関与することが想定されている精神神経疾患の脳病理所見として、大脳皮質の微細な組織構築変化が報告されている。
本年度は、領域内の大阪大学の笠井グループとの共同研究として、微細な組織構築変化を検出するための鋭敏な方法として、FlashTag法の確立を行い、報告した(Yoshinaga et al., iScience, 2021)。この方法は、神経細胞が移動を開始する脳室面に存在する細胞のみを可視化することができるため、これまで均一と思われていたマウス大脳新皮質の部位による移動度の違いを検出することができた。また、iGonad法を用いた遺伝子改変マウスを作成し、このマウスにFlashTag法を用いて、神経細胞移動の変化や、その結果として生じる、微細な組織構築変化があるかどうかの検証を行った。これらのFlashTag法やiGonad法を用いることで、今後、遺伝要因や環境要因による、微細な組織構築変化を明らかにすることができると期待される。
さらに、倫理委員会において申請が承認されたため、領域内の東北大学・福島県立医科大学の國井グループとの共同研究として、ヒトの死後脳組織を用いて、統合失調症患者と正常対照者の脳における、組織構築の比較を開始した。それに際して、これまでに得られたヒトとマウスの脳の発生過程の比較についての知見を俯瞰した総説を執筆した(Kubo and Deguchi, J. Obstet. Gynaecol. Res., 2020)。これらの知見は、今後の研究で、発生過程における障害が想定されている精神神経疾患の病態に、微細な組織構築変化がどのように関与するかを理解する上で、有用であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Korea Brain Research Institute(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Beth Israel Deaconess Medical Center/Harvard Medical School(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Comprehensive characterization of migration profiles of murine cerebral cortical neurons during development using FlashTag labeling2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinaga Satoshi、Shin Minkyung、Kitazawa Ayako、Ishii Kazuhiro、Tanuma Masato、Kasai Atsushi、Hashimoto Hitoshi、Kubo Ken-ichiro、Nakajima Kazunori
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102277-102277

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102277

    • 関連する報告書
      2020 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] Human neocortical development as a basis to understand mechanisms underlying neurodevelopmental disabilities in extremely preterm infants2020

    • 著者名/発表者名
      Kubo Ken‐ichiro、Deguchi Kimiko
    • 雑誌名

      Journal of Obstetrics and Gynaecology Research

      巻: 46 号: 11 ページ: 2242-2250

    • DOI

      10.1111/jog.14468

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased densities of white matter neurons as a cross‐disease feature of neuropsychiatric disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Kubo Ken‐ichiro
    • 雑誌名

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      巻: 74 号: 3 ページ: 166-175

    • DOI

      10.1111/pcn.12962

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 死後脳の組織学的解析による精神神経疾患の病的メカニズムの理解2020

    • 著者名/発表者名
      4.久保健一郎, 吉永怜史, 日野瑞城, 長岡敦子, 泉竜太, 宍戸理紗, 國井 泰人、矢部 博興
    • 学会等名
      第50回日本神経精神薬理学会年会・第42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] i-Gonad法を用いて、発生期大脳皮質の細胞外環境が細胞に与える影響を効率的に解析する2020

    • 著者名/発表者名
      吉永怜史、本田岳夫、根本愛子、長谷川紘之、大石康二、久保健一郎、仲嶋一範
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] in situ HCRによる発生期大脳皮質サブプレートの解析2020

    • 著者名/発表者名
      根本愛子、吉永怜史、久保健一郎、仲嶋一範
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞移動の障害が超早産児の認知機能低下に関与する可能性についての検討2019

    • 著者名/発表者名
      久保 健一郎,出口 貴美子,井上 健,仲嶋 一範
    • 学会等名
      第24回認知神経科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳の細胞構築に注目して精神疾患の病態を理解する試みについて2019

    • 著者名/発表者名
      久保 健一郎
    • 学会等名
      第115回 日本精神神経学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超早産児虚血モデルマウスの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      久保 健一郎,出口 貴美子,井上 健,仲嶋 一範
    • 学会等名
      第4回小児ニューロリハビリテーション研究会・第4回超早産児神経発達症研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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