計画研究
１．脳波周波数成分におけるGABAシナプス関与の解析：GABA細胞減少、GABAシナプス細胞外糖鎖減少モデルにおけるGABA作動性シナプス後電流を解析し、GABAシナプス機能のモーダルシフトを明らかにした。脳波ではγ領域の周波数が特異的に減少しており、社会行動・プレパルス抑制試験など発達障害性精神疾患フェノタイプとの関連が示唆され、ネットワーク病態と考えられた。２．神経細胞間同期現象に関わるアストロサイトの検討：てんかんモデル動物のGABAシナプスへのアストロサイトの関与を検討した。慢性てんかんモデルではアストロサイトにGABAが発現することを発見した。３．細胞外タウリンと[Ca2＋]i振動、膜電位振動のモデル化による検討：[Ca2＋]iの振動と新生ニューロン移動には関連があるので、細胞外タウリンと[Ca2＋]i、および膜電流の振動との関係に着目した。トランスファーエントロピー解析等により、相互の因果関係を証明できるか検討した。（B02連係）。４．ネットワーク病態における遺伝子変異モデルの検討：難治てんかん症例で発見されたKv2.1突然変異体では、むしろ神経連続発火活動を抑制するにもかかわらずネットワーク同期など発振現象へのモーダルシフトを誘起することを発見した。その機序について、数理的神経回路モデルでの検証に着手した（B02班連携）。５．Cl-ホメオダイナミクス関連分子の細胞発振・集団発振への関与の検討：Cl-ホメオダイナミクスに直接及び間接的に関与するtaurine transporter-KOマウスとWNK3-KOの細胞発振現象から集団発振現象への移行への影響をパッチクランプ法で解析した。細胞膜特性と興奮性／抑制性シナプス後電流のバランスにおいて易興奮性を示し、細胞発振から集団発振へのモーダルシフトに関与する可能性のある分子であることを確認した。
2: おおむね順調に進展している
脳波周波数成分におけるGABAシナプス関与の解析、ネットワーク病態における遺伝子変異モデルの検討、Cl-ホメオダイナミクス関連分子の細胞発振・集団発振への関与の検討は交付申請書に記載した「研究の目的」どおりに達成した。しかし、神経細胞間同期現象に関わるアストロサイトの検討では当初予定になかったアストロサイトのGABA含有に対象が変わった。また、細胞外タウリンと[Ca2＋]i振動、膜電位振動のモデル化はB02班との連携であるが、相談の上Kv2.1突然変異体によるネットワーク同期の数理的神経回路モデルでの検証を先行させることとなった。以上から全体としては、おおむね順調に進展していると自己評価した。
脳波や行動の異常を示したGAD67ヘテロの母体ストレスモデルのGABA作動性自発性／誘発性シナプス後電流を解析し、そのモーダルシフトを明らかにし、論文発表する。taurine transporter-KOと WNK3-KOマウスのシナプス電流をパッチクランプ法で解析し、興奮性／抑制性シナプス後電流のバランスをさらに解析・評価し、論文発表する。Angeleman症候群モデルマウスにおける発振現象のキー分子としてのKCC2の発現変化を海馬と小脳で解析する。KCC2のリン酸化部位変異マウスにおけるてんかん原性の評価とCl-ホメオダイナミクスについて解析する。電位依存性カリウムチャネルKv2.1突然変異体では、むしろ神経連続発火活動を抑制するにもかかわらずネットワーク同期など発振現象へのモーダルシフトを誘起する。その機序について、これまで数理的神経回路モデル（B02班 北野勝則）で示唆された仮説に基づく実証実験を細胞レベルで電気生理学的に行ない、数理モデルの妥当性を検討する。大脳皮質スライスに30分間の284 mTないし110-190 mT静磁場刺激を行い（C02班 美馬達哉）、電気生理学的細胞膜特性やシナプス電流に与える影響を解析する。生体の頭蓋経由でも同程度の静磁場刺激を行い脳波周波数の変化を検討する。難治てんかん症例で発見された変異遺伝子のモデル動物を用いてwideband EEGを記録し（A03班 池田昭夫）、ヒト患者脳波同様のDC電位を再現できた場合、gliotoxinを用いてグリア由来の証明を試みる。また、てんかんモデルでGABAシナプスのアストロサイトの関与を検討し、そのClホメオスタシスの評価系を作製する。
すべて 2018 2017 その他
すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (1件)
Science Advances
巻: 4:eaap7388 ページ: -
doi: 10.1126/sciadv.aap7388
Neuroscience Research
巻: In press ページ: In press
doi: 10.1016/j.neures.2018.03.001
The American Journal of Human Genetics
巻: 102 ページ: 321-329
doi: 10.1016/j.ajhg.2018.01.004
Annals of Clinical and Translational Neurology
巻: 5 ページ: 280-296
doi: 10.1002/acn3.528
Frontiers in Cellular Neuroscience
巻: 11:328 ページ: -
doi: 10.3389/fncel.2017.00328
http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seiri1.html
