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アストロサイト摂動から捉える精神病態の階層的理解

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 21H00220
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

長井 淳  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (60892586)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードグリア / アストロサイト / 柔軟性 / 精神 / 病態 / 神経 / 行動
研究開始時の研究の概要

慢性的なストレス暴露による引き起こされる精神病態のメカニズム理解は急務である。大うつ病患者ではアストロサイトの機能を担う分子の発現低下が報告され続けているが、精神病態とアストロサイト直接的な因果関係について詳細に解析されていない。本研究では、アストロサイトシグナルを遺伝学的に操作できる新規ツールを利活用し、アストロサイトが動物行動に与える影響およびその分子メカニズムをマウスにおいて解析する。

研究実績の概要

高度情報化・複雑化する現代社会において、ストレスがうつ様行動など動物行動の変容を引き起こすメカニズムの解明は重要な生物学的課題である。ストレスに応答して脳内で上昇するノルアドレナリンなどの神経修飾因子は、神経細胞への影響が広く研究されているが、グリア細胞の一種であるアストロサイトに対しても作用する。しかし、神経修飾因子が引き起こすアストロサイトGPCRシグナルの詳細な機能については未解明な点が多く残されている。本研究課題は、認知柔軟性の欠落に代表される精神病態とアストロサイトの間に存在しうる直接的な因果関係について理解するため、まずはマウスの脳においてアストロサイトのGPCRシグナルを増強・低減することによってこのシグナルの回路・行動レベルの影響を解析することを目的とした。二年度目における今年度は、この目的を達成するためにウイルス遺伝工学やカルシウムイメージング法を基軸に、アストロサイト特異的Gq共役型GPCRシグナリングの賦活化及び遮断を用いて、認知柔軟性を評価し、そのメカニズムに迫った。主に、(1)認知柔軟性が失われたマウスでは前頭皮質アストロサイトGq-GPCRのリガンド濃度を低下さえること、(2)前頭皮質アストロサイト特異的なGq-GPCRシグナリング操作は認知柔軟性を損なわせること、(3)Gq-GPCRシグナル操作前後のアストロサイトの発現分子を網羅的に解析した結果、多数の遺伝子発現変化が観察されたことを発見した。以上の3点から、アストロサイトGqシグナルは認知柔軟性に必要である可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] GPCR-mediated calcium and cAMP signaling determines psychosocial stress susceptibility and resiliency2023

    • 著者名/発表者名
      Inaba Hiromichi、Li Haiyan、Kawatake-Kuno Ayako、Dewa Ken-ichi、Nagai Jun、Oishi Naoya、Murai Toshiya、Uchida Shusaku
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9(14) 号: 14

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade5397

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Specific and behaviorally consequential astrocyte Gq GPCR signaling attenuation in vivo with iβARK2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai Jun、Bellafard Arash、Qu Zhe、Yu Xinzhu、Ollivier Matthias、Gangwani Mohitkumar R.、Diaz-Castro Blanca、Coppola Giovanni、Schumacher Sarah M.、Golshani Peyman、Gradinaru Viviana、Khakh Baljit S.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 109(14) 号: 14 ページ: 2256-2274.e9

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2021.05.023

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Behavioral physiology with new perturbation and dissection tools for astrocytes.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Behavioral physiology with new perturbation and dissection tools for astrocytes.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Exploring astrocyte roles in top-down regulation of behavior.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      The 25th Annual Meeting of the Korean Society for Brain and Neural Sciences
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Behaviorally-specialized astrocyte ensembles.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アストロサイトGPCRシグナルを標的とした神経変性疾患治療の可能性.2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      第41回日本認知症学会学術集会・第37回日本老年精神医学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Synaptic reorganization by astrocytes in matured brains2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation tool developments to study behavioral consequences of astrocyte signaling in vivo2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Improved tools to dissect and manipulate astrocyte signaling: insights into cognition and emotion2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      The 95th Annual Meeting of The Japanese Pharmacological Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Behavioral physiology with new perturbation and dissection tools for astrocytes2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Nagai
    • 学会等名
      The 99th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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