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マウス覚醒下fMRIを用いたうつ脆弱性・抵抗性と脳機能との相関解析

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 19H05232
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 (2020)
国立研究開発法人理化学研究所 (2019)

研究代表者

玉田 紘太  神戸大学, 医学研究科, 助教 (10550957)

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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードfMRI / うつ病モデル / マウス / 機能的結合 / depression / functional connvectivity / mouse / connectivity
研究開始時の研究の概要

うつ病は遺伝的要因のみならず、環境・経験によって引き起こされる部分が大きいと考えられる。そのため、その病態および原因の解明には環境変化・経験前後の比較研究が重要と考えられる。しかし、ヒトでは遺伝学的・環境要因を統一することが難しいこと、 動物モデルでは"生きたまま"ストレスの影響を検討・解析する手法は限られた手法しかなく、その方法にも問題点がある。
本研究ではマウス覚醒下における functional magnetic resonance imaging (fMRI)を用いて、ストレスが脳内機能的連絡にどのような変化をもたらすかを経験前・途中・後の3点の時間軸にて明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

うつ病の病態解明および原因解明の研究には環境変化・経験前後の比較研究が重要と考えられる。ヒトは遺伝学的・環境要因が不均一であるが、モデル生物、例えばマウスのような齧歯類では遺伝的背景が統一されているため、環境・経験による要因を解析することが可能となる。しかし、これまでの研究手法ではそのストレスが加わる前後、および途中の解析、ということは限られた手法しか存在せず、その手法自体にも現存する問題点がありる。特に細胞でもなく、個体レベルでもない中間的視点の定量的解析方法が不足していると考えられる。そのため、脳機能の変化を同一個体で追うことは現時点では難しい。ストレスによる“脳機能の変化”こそ、うつ病の事前リスク、および発症にいたる前の個別の閾値を調べることが可能になるのではないかと仮説を立てた。本研究ではマウスの覚醒下におけるfMRIを用いて、ストレスが脳内機能的結合にどのような変化をもたらすかをストレス経験前、途中、後の3点にて明らかにすることを目的とする。また、この機能的連絡と行動試験結果の間の相関関係を調べ、個体毎のストレス脆弱性/耐性についての因果関係に迫る。本研究により以下の成果を得ている。①ストレス脆弱性群は複数の脳領域で機能的結合が増強していた。②この増強はストレス耐性群では認められなかった。③これらの脳領域の一部は社会的行動試験との相関が認められた。
うつ病は頻度の高い精神疾患である。セロトニンやノルアドレナリンを標的とした阻害薬等が現在用いられているが、全ての患者に有効というわけではない。よって、新たなアプローチによる病態解明がこれまでにない治療方針の創出を生む可能性がある。本研究は、社会的ストレスによる脳内機能的結合を網羅的に調べ、脆弱性の高い領域を抽出し、うつ病の神経回路を理解を深めるものである。

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

    (3件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Cranioplastic Surgery and Acclimation Training for Awake Mouse fMRI2021

    • 著者名/発表者名
      Tsurugizawa Tomokazu、Tamada Kota、Debacker Clement、Zalesky Andrew、Takumi Toru
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 11 号: 7 ページ: 1-9

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.3972

    • 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] Awake functional MRI detects neural circuit dysfunction in a mouse model of autism2020

    • 著者名/発表者名
      Tsurugizawa Tomokazu、Tamada Kota、Ono Nobukazu、Karakawa Sachise、Kodama Yuko、Debacker Clement、Hata Junichi、Okano Hideyuki、Kitamura Akihiko、Zalesky Andrew、Takumi Toru
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 6 号: 6 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav4520

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 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] Awake mouse functional MRI reveals the abnormal neural circuit in autism model mouse2019

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Tsurugizawa, Kota Tamada, Akihiko Kitamura, Toru Takumi
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-12-25  

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