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2020 年度 実績報告書

ミクログリアの時間依存性構造変化のデコーディングと生体機能への介入

計画研究

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 20H05897
研究機関東京大学

研究代表者

小山 隆太  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (90431890)

研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワードミクログリア / シナプス貪食 / アストロサイト / トリパータイトシナプス
研究実績の概要

本領域のA01 班は、脳内の複数の機能要素(神経回路、グリア、血管など)の統合メカニズムを探索し、A02, A03班で実施される末梢臓器や全身レベルでの応答と関連付けることで領域全体の推進と当該学問分野の変革を目指す。また、A01班の中で本計画研究は脳機能の要となる神経回路の形成・成熟におけるミクログリア・アストログリア・神経細胞間の相互作用によって生じる、ミクログリアの細胞構造変化・細胞内シグナリング変化・遺伝子発現変化を3つの主要な情報としてデコーディングする役割を担う。
ミクログリアは異種細胞と頻繁に接触するほか、ミクログリア同士で集合してミクログリアルネットワークを形成する。しかし、これらの細胞間相互作用が誘導されるメカニズムや、相互作用の意義には不明な点が多く、ミクログリアをターゲットにした生体制御を困難にしている。そこで、本研究では細胞間相互作用によって生じるミクログリア多様性の形成メカニズムを遺伝子レベルで解明し、ミクログリアの機能調節に基づいた生体制御を達成することを目的とする。この目的を達成するために、in vivoのミクログリア形態を再現した新規グリア培養系を確立済みである。本年度は、同培養系の精密化を試み、もう一つの主要なグリア細胞であるアストロサイトの構造の再現を試みた。

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

本研究では、ミクログリア、アストロサイト、そしてニューロン(シナプス)の3者を培養系で可視化することが重要である。そのため、今年度中に培養アストロサイトの構造を、in vivoに近い状態で維持することに成功した点は重要であり、今後の研究を進めるうえでの基盤となる。

今後の研究の推進方策

今後は、まず、グリア共培養系におけるミクログリア・アストロサイト・シナプスの構造的相互作用を超解像度レベルで検証する。培養系におけるアストロサイトの構造再現には成功したので、ミクログリアとアストログリアの細胞間相互作用を、まず各細胞の突起構造に着目しながらリアルタイムで検証する。また、培養系に被貪食物(アミロイドβや細胞破片)を加えた際に細胞間相互作用がどのように変化するかを検証する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Assessing Microglial Dynamics by Live Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Andoh Megumi、Koyama Ryuta
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 12 ページ: 617564

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.617564

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microglia regulate synaptic development and plasticity2021

    • 著者名/発表者名
      Andoh Megumi、Koyama Ryuta
    • 雑誌名

      Developmental Neurobiology

      巻: 81 ページ: 568~590

    • DOI

      10.1002/dneu.22814

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Astrocytic cAMP modulates memory via synaptic plasticity2021

    • 著者名/発表者名
      Zhou Zhiwen、Okamoto Kazuki、Onodera Junya、Hiragi Toshimitsu、Andoh Megumi、Ikawa Masahito、Tanaka Kenji F.、Ikegaya Yuji、Koyama Ryuta
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: na

    • DOI

      10.1073/pnas.2016584118

    • 査読あり
  • [学会発表] 神経回路形成におけるマイクログリアの役割2021

    • 著者名/発表者名
      小山隆太
    • 学会等名
      第74回日本小児神経学会関東地方会
    • 招待講演
  • [学会発表] てんかんとグリア2021

    • 著者名/発表者名
      小山隆太
    • 学会等名
      第15回てんかん学研修セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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