てんかん発症に伴う脳内温度環境変化と病態悪化のクロスリンク

• 研究領域: 脳内環境：恒常性維持機構とその破綻
• 研究課題/領域番号: 24111507
• 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: 群馬大学
• 研究代表者: 柴崎 貢志 群馬大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20399554)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: TRPV4 / てんかん / パッチクランプ / 脳内温度 / 冷却 / 神経興奮 / 海馬 / シナプス

研究概要

部分てんかんモデルマウスから脳スライス標本を作製し、ホールセルパッチクランプ法により、記録細胞のTRPV4活性化電流や膜電位を測定した。同時にガラス電極内に入れたFura-2を用いて、Ca2+-イメージングを行い、細胞内Ca2+濃度の定量化を行った。これらの実験により過活動神経において、細胞外環境（脳内温度）がどのように変化し、脳内温度センサー・TRPV4を介して、細胞内Ca2+濃度や膜電位といった細胞内環境がどのように異常化していくのかが明らかになった。また、脈絡叢上皮細胞（CPEC）におけるカルシウム活性化クロライドチャネルの機能的発現を初めて観察し、その分子実体がアノクタミン（ANO）であることを明らかにした。脈絡叢ではANO1、ANO4、ANO6、ANO10の発現が示唆された。これらの内、ANO1は最もカルシウム感受性の高いチャネルである。そこで、HEK293T細胞を用いてGSK誘発性クロライド電流を測定した結果、TRPV4とANO1を共発現する細胞では細胞外カルシウム依存的に電流が著しく増大した。しかしながら、このような機能連関はANO4、ANO6、ANO10との共発現では有意でなかった。また、単離したCPECにおいてGSK誘発性クロライド電流を測定した結果、ANO1/ANO2阻害剤によって抑制されるクロライド電流が観察された。脈絡叢においてANO2発現は示唆されなかったため、TRPV4-ANO1連関はCPECにおいても機能的であることが示された。これらの結果からTRPV4-ANO1連関は脳脊髄液分泌に影響すると考えられた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Motor dysfunction in cerebellar Purkinje cell specific-vesicular GABA transporter knockout mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kayakabe M, Kakizaki T, Kaneko R, Sasaki A, Nakazato Y, Shibasaki K, Ishizaki Y, Yanagawa Y
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 7 ページ: 286-286
  • DOI: 10.3389/fncel.2013.00286
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modulation of water efflux through functional interaction between TRPV4 and TMEM16A/anoctamin 1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayama Y, Shibasaki K, Suzuki Y, Yamanaka A, Tominaga M
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel subtype of astrocytes expressing TRPV4 regulates neuronal excitability via release of gliotransmitters. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K, Ikenaka K, Tamalu F, Tominaga M, Ishizaki Y
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Changes of CD44 Expression from Progenitors to Subpopulations of Astrocytes and Neurons in Developing Cerebellum. (2013)
  • 著者名/発表者名: ＃Naruse M, ＃Shibasaki K, Yokoyama S, Kurachi M, Ishizaki Y (# Co-1st)
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebellar neural stem cells differentiate into two distinct subtypes of astrocytes in response to CNTF and BMP2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okano-Uchida T, Naruse M, Ikezawa T, Shibasaki K, Ishizaki Y
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 552 ページ: 15-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrocytes express functional TRPV2 ion channels. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K, Ishizaki Y, Mandadi S
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 441 ページ: 327-332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Changes of CD44 Expression from Progenitors to Subpopulations of Astrocytes and Neurons in Developing Cerebellum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masae Naruse, Koji Shibasaki, Shuichi Yokoyama, Masashi Kurachi, Yasuki Ishizaki
  • 雑誌名: PloS one 巻: 8 号: 1 ページ: e53109-e53109
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of acetylcholine-related molecules in the retina: implication of the communication from photoreceptor to retinal pigment epithelium. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidetaka Matsumoto
  • 雑誌名: PloS one 巻: 7 号: 8 ページ: e42841-e42841
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0042841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation of transient receptor potential vanilloid 4 channel suppresses abnormal activation of microglia induced by lipopolysaccharide (2012)
  • 著者名/発表者名: Konno M, Shirakawa H, lida S, Sakimoto S, Matsutani I, Miyake T,Kageyama K, Nakagawa T, Shibasaki K, Kaneko, S.
  • 雑誌名: Glia 巻: 60 号: 5 ページ: 761-770
  • DOI: 10.1002/glia.22306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cd44-Positive Cells Are Candidates for Astrocyte Precursor Cells in Developing Mouse Cerebellum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Na Cai, Masashi Kurachi, Koji Shibasaki, Takayuki Okano-Uchida, Yasuki Ishizaki
  • 雑誌名: Cerebellum 巻: 11 号: 1 ページ: 181-193
  • DOI: 10.1007/s12311-011-0294-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain microvascular endothelial cell transplantation ameliorates ischemicwhite matter damage. (2012)
  • 著者名/発表者名: Puentes S, Kurachi M, Shibasaki K, Naruse M, Yoshimoto Y, Mikuni M, Imai H, Ishizaki Y.
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1469 ページ: 43-53
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2012.06.042
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞力覚センサー・TRPV2が関与する受動的軸索伸長の分子機構 メ (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志
  • 学会等名: 日本解剖学会
  • 発表場所: 高松
  • 年月日: 2013-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] メカノセンサーTRPV2は受動的軸索伸長に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志、富永真琴、石崎泰樹
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-14
• [学会発表] Mechanosensor TRPV2 channel detects very weak mechanical stimulus during axon outgrowth; a strong candidate sensor for passive stretch-dependent axonal outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Shibasaki, Hitoshi Goto, Yasuki Ishizaki, Katsuhiko Ono
  • 学会等名: 日本神経化学会・アジア環太平洋神経化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] Brain temperature is a critical determinant for neuronal excitability and behavior through TRPV4 activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Koji Shibasaki
  • 学会等名: 日本神経科学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Brain temperature enhances hippocampal neuronal excitability through TRPV4 activation in vivo (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K, Tominaga M, Ishizaki Y
  • 学会等名: 州神経科学フォーラム
  • 発表場所: スペイン
  • 年月日: 2012-07-15
• [学会発表] TRPV4 is a critical determinant for neuronal excitability through its converter function from temperature to electrical activity
  • 著者名/発表者名: Koji Shibasaki, Katsuya Yamada, Hideki Miwa, Makoto Tominaga, Yasuki Ishizaki
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] TRPV4 is a critical determinant for neuronal excitability through its converter function from temperature to electrical activity
  • 著者名/発表者名: Koji Shibasaki, Katsuya Yamada, Hideki Miwa, Makoto Tominaga, Yasuki Ishizaki
  • 学会等名: 国際生理学会 （IUPS）
  • 発表場所: イギリス
• [学会発表] Local temperature changes of epileptogenic zone relate to disease progression through enhancement of TRPV4 activity
  • 著者名/発表者名: Koji Shibasaki, Kenji F. Tanaka, Yasuki Ishizaki
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: 鹿児島
• [図書] ブレインサイエンスレビュー2013 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志
  • 総ページ数: 181
  • 出版者: クバプロ
• [図書] メカノセンサーによる軸索伸長の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴崎貢志
  • 総ページ数: 186
  • 出版者: クバプロ
• [図書] MethPharmTox TRP book (2012)
  • 著者名/発表者名: Szallasi A, Shibasaki K, Nilius B, Caterina MJ, Julius D
  • 総ページ数: 490
  • 出版者: Humana Press
• [備考] 柴崎グループの研究内容
  • URL: http://www.nips.ac.jp/cs/sibaHP/shibasaki.html
• [備考] 柴崎貢志
  • URL: http://www.nips.ac.jp/cs/sibaHP/shibasaki.html