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アストロサイトにヒト特異的遺伝的変異を導入した遺伝子改変マウスの生理機能解析

公募研究

研究領域グリアデコーディング:脳-身体連関を規定するグリア情報の読み出しと理解
研究課題/領域番号 21H05616
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

毛内 拡  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 助教 (90708413)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 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)
キーワードアストロサイト / アドレナリン受容体 / GFAP / ADRA1A / 腸管グリア
研究開始時の研究の概要

アストロサイトは、進化的に複雑な脳を持つ生物ほど大脳皮質に占める割合が増加すること、ヒトアストロサイトはマウスと比べて大きく複雑な突起を持つこと、ヒトアストロサイトをマウスに移植することで記憶・学習の効率が良くなること等が報告されており、知性との関与が示唆されている。しかしながら、アストロサイトのどの要素が知性に関与しているかは明らかになっていない。
我々は、アストロサイトに固有の機能タンパク質をゲノムワイドに解析した結果、ヒト特異的な遺伝的変異を見つけ、正の自然選択を受けることを見出した。本研究では、当該のヒト特異的遺伝的変異を導入した遺伝子改変マウスを独自に作製し生理機能の解析を試みる。

研究実績の概要

アストロサイトは、進化的に複雑な脳を持つ生物ほど大脳皮質に占める割合が増加すること、ヒトアストロサイトはマウスと比べて大きく複雑な突起を持つこ と、ヒトアストロサイトをマウスに移植することで記憶・学習の効率が良くなること等が報告されており、知性との関与が示唆されている。しかしながら、アス トロサイトのどの要素が知性に関与しているかは明らかになっていない。 我々は、アストロサイトに固有のさまざまな機能タンパク質をゲノムワイドに網羅的に解析した結果、ADRA1Aにのみヒト特異的な遺伝的変異を見つけ、正の自然選択を受けることを見出した。そこで本研究では、グリア線維性酸性タンパク質(GFAP)の下流に、ADRA1Aのヒト特異的遺伝的変異を導入した遺伝子改変マウス を独自に作製し、さまざまな切り口から生理学的機能の解析を試みた。マウスの行動を24時間にわたって計測した結果、睡眠・覚醒サイクルに異常が生じている可能性が示唆された。オープンフィールドテスト、新奇物体認識テスト、テールサスペンションテスト等の多角的な行動試験を行い、データ解析を行なった。その結果、オープンフィールドテストでも野生型マウスと異なる行動表現系を示すことが明らかとなった。
さらに今年度は、ヒト脳サンプルでの解析の結果から、ヒト特異的な遺伝的変異のうちisoform7が大脳皮質および海馬で強く発現していることを見出した。このことから、isoform7に焦点を絞ってあらたな別系統の遺伝子改変マウスを作製し、系統の確立に努めている。

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

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] Calcium imaging reveals the gut-brain axis via the vagus nerve involvement in the sucrose preference reduction after psychological stress in mice2023

    • 著者名/発表者名
      山田芹華, 原田一貴, 坪井貴司, 毛内拡
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト特異的な遺伝的変異を持つマウス作製と行動表現型の解析2022

    • 著者名/発表者名
      森本梨々花, 中谷一真, 小林千紘, 末永雄介, 毛内拡
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸内グルコース直接投与によって生じる大脳皮質ダイナミクスの経頭蓋カルシウムイメージング2022

    • 著者名/発表者名
      山田芹華, 原田一貴, 坪井貴司, 毛内拡
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2023-12-25  

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