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2018 年度 実績報告書

組織全細胞イメージング法を用いた精神疾患発症起点となるシンギュラリティ細胞の探索

計画研究

研究領域シンギュラリティ生物学
研究課題/領域番号 18H05416
研究機関大阪大学

研究代表者

橋本 均  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (30240849)

研究分担者 中澤 敬信  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00447335)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードシンギュラリティ / 全脳 / イメージング / iPS
研究実績の概要

精神疾患等の脳疾患は、脳の少数の細胞群の活動異常の蓄積に環境要因等が加わるという、シンギュラリティ現象の破綻により引き起こされるが、少数の脳細胞群の機能異常がどのように起点となり、脳の広い領域に影響をあたえ、個体の精神・行動パターンを変化させるのかという本質的な疑問は未解決である。また、脳の動作原理を明らかにするためには、個々の神経細胞の機能と同時に広範な脳領域の神経細胞の機能連関を時空間的にかつ詳細に計測・解析する必要があるが、既存の研究手法では両立可能な空間と時間の分解能が限られており、脳疾患の時空間的な分子基盤の解析は未開拓である。そこで本研究では以下の項目を目的とする。① 複数時間窓の細胞活動等を検出する標識法を併用して組織全細胞多元軸描出系を開発し、シンギュラリティ現象を理解するための膨大な数の単一細胞を包括的に観察・解析する方法論を確立する。② 脳疾患における単一レベル細胞の機能異常を時空間的に解析し、精神疾患等の脳疾患に関わるシンギュラリティ現象を生み出す分子基盤およびその生物学的な役割を解明する。③ 脳疾患に関わるシンギュラリティ現象を時空間的に操作・制御し、脳疾患の新規治療法を提案する。④ 時空間的なシンギュラリティ現象に基づく脳の動作原理を解明する。
本年度は、シンギュラリティ現象を理解するための膨大な数の単一細胞を包括的に観察・解析する方法論を確立することを目的に、単一細胞トランスクリプトーム解析のための基盤技術、複数神経細胞種の神経活動レポーターマウス、および脳疾患に関わるシンギュラリティ現象を時空間的に操作・制御する技術を開発した。また、シンギュラリティ細胞や脳疾患の起点の解析のためにiPS細胞関連の基盤技術を開発した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

シンギュラリティ現象を理解するための基盤技術の開発、および精神疾患等の脳疾患に関わるシンギュラリティ現象を解明するためにストレスや精神疾患に関わるシンギュラリティ候補細胞の同定に成功したため。

今後の研究の推進方策

引き続き、シンギュラリティ現象の解析のための基盤技術開発を行うとともに、精神疾患などの脳疾患に関わるシンギュラリティ現象の分子基盤を明らかにする。具体的には以下の計画を実施する。①脳高次機能や脳疾患に関わるシンギュラリティ細胞の分取と解析 ②脳高次機能や脳疾患に関わるマウス脳のシンギュラリティ細胞の特性解析のための基盤技術開発③脳高次機能や脳疾患に関わるシンギュラリティ細胞の活動操作④iPS細胞技術を用いたシンギュラリティ細胞や脳疾患の起点の解析

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] mS-11, a mimetic of the mSin3-binding helix in NRSF, ameliorates social interaction deficits in a prenatal valproic acid-induced autism mouse model2019

    • 著者名/発表者名
      Kawase Haruki、Ago Yukio、Naito Megumi、Higuchi Momoko、Hara Yuta、Hasebe Shigeru、Tsukada Shinji、Kasai Atsushi、Nakazawa Takanobu、Mishina Tadashi、Kouji Hiroyuki、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Hitoshi
    • 雑誌名

      Pharmacology Biochemistry and Behavior

      巻: 176 ページ: 1~5

    • DOI

      10.1016/j.pbb.2018.11.003

    • 査読あり
  • [学会発表] 脳疾患の病態解析と創薬へ向けたアンバイアス全脳イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      橋本均
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] High-speed and scalable whole-brain imaging system FAST2018

    • 著者名/発表者名
      橋本均
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会
  • [学会発表] High-speed and high-resolution whole-brain imaging system FAST (block-face serial microscopy tomography)2018

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Hashimoto, Kaoru Seiriki, Atsushi Kasai, Takanobu Nakazawa
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia, Advances in Optical Imaging of Living Cells & Organisms: Focus on the Brain
    • 国際学会
  • [学会発表] Whole-brain analysis of the NMDA receptor antagonist-induced neuronal activation in mice using high-speed and high-resolution imaging system FAST (block-face serial microscopy tomography)2018

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Seiriki, Atsushi Kasai, Takanobu Nakazawa, Hitoshi Hashimoto
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia, Advances in Optical Imaging of Living Cells & Organisms: Focus on the Brain
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] iPS細胞関連技術とヒト型疾患モデルマウスを用いた精神疾患の分子病態解析2018

    • 著者名/発表者名
      中澤敬信、橋本亮太、田熊一敞、橋本均
    • 学会等名
      第48回日本神経精神薬理学会年会
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院薬学研究科神経薬理学分野ホームページ

    • URL

      http://molpharm.umin.jp/

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公開日: 2021-01-27  

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