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大脳皮質における興奮性、抑制性神経細胞―血管ワイアリングの解明

公募研究

研究領域血管ー神経ワイヤリングにおける相互依存性の成立機構
研究課題/領域番号 23122521
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
研究機関生理学研究所

研究代表者

江藤 圭  生理学研究所, 発達生理学研究系, NIPSリサーチフェロー (30545257)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード血管 / 神経 / アストロサイト / 2光子顕微鏡 / 大脳皮質
研究概要

大脳皮質における神経細胞と血流の関係は、正常・病態ともに大きな役割を担っていると考えられている。興奮性神経細胞活動が血流を調節すると考えられており、その調節にはアストロサイトが関与することが明らかになっている。しかし、生きた動物の脳内において興奮性神経伝達物質がどのようにアストロサイトを介して血管を調節するのかはあまり分かっていない。そこで、平成24年度は2光子顕微鏡を用いて麻酔下マウス脳内で、興奮性神経伝達物質グルタミン酸の光アンケージングによるアストロサイト刺激の血管への影響を検討した。血管径を自動計測することは困難であったため、画像解析プログラムを開発し、解析に使用した。脳表の血管走行と、アストロサイトマーカーによる染色パターンにより、動脈と静脈を識別した。動脈において、グルタミン酸アンケージングにより血管が大きく拡張するものがあったが、収縮するものもあった。血管径の変化とアストロサイト細胞内カルシウム濃度上昇は相関するものもあったが、カルシウム応答なしでも刺激後血管が変わるものもあった。一方、静脈も動脈と同じ結果を示した。これらの結果から、生きた動物の脳内において、アストロサイトはグルタミン酸刺激により動脈・静脈を拡張・収縮させ、この反応にアストロサイトのカルシウム応答が必ずしも必要ではないことが明らかになった。また、神経由来血管調節物質として重要なNOの血管調節機構を調べるために、新たに開発されたcaged NO(Flu-DNB)を2光子刺激で局所刺激し、血管への効果を検討した。その結果、刺激により動脈が大きく拡張後収縮し、拡張応答はcGMPを阻害することで抑制できた。これらの結果は神経-血管連関に関する新しい知見であるとともに、その研究に有用な新たなツールを見出すことができ、生理学的に意義があると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 一次体性感覚野におけるカリウム-塩化物共輸送隊の機能減少を伴うGABA作動性細胞活動亢進は慢性疼痛を抑制するには不十分である2012

    • 著者名/発表者名
      江藤圭
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 32 ページ: 16552-16559

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synaptic Structure and Function in the Mouse Somatosensory Cortex during Chronic Pain : In Vivo Two-Photon Imaging2012

    • 著者名/発表者名
      Sun Kwang Kim, Kei Eto, Junichi Nabekura
    • 雑誌名

      Neural Plasticity

      巻: 640259 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1155/2012/640259

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taltirelin, a thyrotropin-releasing hormone analog, alleviates mechanical allodynia through activation of descending monoaminergic neurons in persistent inflammatory pain2011

    • 著者名/発表者名
      Kei Eto, Sun Kwang Kim, Junichi Nabekura, Hitoshi Ishibashi
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1414 ページ: 50-57

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inter-regional contribution of enhanced activity of the primary somatosensory cortex to the anterior cingulate cortex accelerates chronic pain behavior2011

    • 著者名/発表者名
      Kei Eto, Hiroaki Wake, Miho Watanabe, Hitoshi Ishibashi, Mami Noda, Yuchio Yanagawa, Junichi Nabekura
    • 雑誌名

      Journal of neuroscience

      巻: 31(21) ページ: 7631-7636

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一次体性感覚野における慢性疼痛メカニズムの解明2012

    • 著者名/発表者名
      江藤圭、鍋倉淳一
    • 学会等名
      第21回神経行動薬理若手研究者の集い
    • 発表場所
      コープイン京都(京都)
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Inter-regional remodeling between the primary somatosensory cortex and anterior cingulate cortex accelerates chronic pain behavior2011

    • 著者名/発表者名
      Kei Eto, Hiroaki Wake, Miho Watanabe, Hitoshi Ishibashi, Junichi Nabekura
    • 学会等名
      The 34nd Annual Meeting the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced activity of mouse layer 2/3 inhibitory neurons in the primary somatosensory cortex in chronic inflammatory pain2011

    • 著者名/発表者名
      江藤圭
    • 学会等名
      6th international conference of Neurons and Brain Disease in Toyama, Annual meeting of association for Neurons and brain disease
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル富山(富山)
    • 年月日
      2011-08-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 実験医学2011

    • 著者名/発表者名
      加藤剛, 江藤圭, 金善光, 鍋倉淳一
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      中枢神経系の多光子励起in vivoイメージング
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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