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2021 年度 実績報告書

新生ニューロン群知能:脳の再生効率を決定する挙動と制御則の理解

計画研究

研究領域ヘテロ群知能:多様な細胞の集団動態から切り拓く群知能システムの革新的設計論
研究課題/領域番号 21H05106
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

金子 奈穂子  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (20464571)

研究期間 (年度) 2021-08-23 – 2024-03-31
キーワード群知能 / 細胞移動 / 脳室下帯 / 脳梗塞
研究実績の概要

2021研究実施計画: 1.脳梗塞巣に移動する新生ニューロンの長時間ライブイメージング
成体マウスの中大脳動脈を一過性に閉塞する脳梗塞モデルマウスを作製し、以下の実験に用いる。 1)我々が確立した共焦点顕微鏡を用いた脳スライスのライブイメージング手法を更に改良し、脳梗塞巣に向かって移動する新生ニューロンの挙動をタイムラプスイメージングで長期記録を行う。数理モデル解析を行う領域内研究者(A01加納博士)と撮像方法の詳細について検討を行う 。2)新生ニューロンとアストロサイト、その周囲の足場構造(血管など)が蛍光標識される遺伝子改変マウス(Dcx-DsRed, GFAP-EGFP, Iba1-EGFP , Flk1-EGFPなど)を用いて脳梗塞モデルを作製し、梗塞巣へ移動する新生ニューロン間、新生ニューロン-アストロサイト、新生ニューロンと 周囲組織とのダイナミックな相互作用を記録する。
2.移動・成熟中の新生ニューロンのSingle cell RNAseq
1)トランスジェニックマウスやウィルスを用いて脳梗塞モデルマウスの新生ニューロンを蛍光標識、または蛍光標識後の新生ニューロンを脳梗塞モデルの脳内に移植し、1から5週間で固定切片を作製して組織学的解析を行う。新生ニューロンの分布・分化状態を調べて、シングルセルRN Aシークエンシングのサンプリングを行う至適のタイムポイントを決定する。 2)上記1)で蛍光標識した、内在性または移植由来の新生ニューロンを組織から回収し、FACSを用いて分取する方法を検討する。

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

脳梗塞後の脳スライスを用いたタイムラプスイメージングが、技術的な難しさのため、予定通りに進行しなかった。脳スライスのライブイメージングを用いて行う計画であった実験について、新生ニューロンの鎖状細胞移動をin vitroで再現できる包埋培養法に変更して行なった。現所属からの転出が決まったため、異動の準備等のため、研究の進捗が一時遅れたが、領域間の共同研究遂行に必要な実験の条件検討は行うことができたため。

今後の研究の推進方策

次年度より同志社大学に異動して、研究室を運営する。新たな環境で、前年度に引き続いて同様の実験を行うために、必要な備品、物品を速やかに購入し、研究環境の整備を行う。また、動物の飼育、手術環境や機器の変化が実験結果に与える影響を慎重に検討しながら研究を進める。今年度にやや進行が遅れた解析について、撮像・解析法を再検討して加速させる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      コペンハーゲン大学
  • [雑誌論文] Efficient protein incorporation and release by a jigsaw-shaped self-assembling peptide hydrogel for injured brain regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi Atsuya、Oshikawa Mio、Watanabe Go、Hiramatsu Hirotsugu、Uchida Noriyuki、Hara Chikako、Kaneko Naoko、Sawamoto Kazunobu、Muraoka Takahiro、Ajioka Itsuki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 6623

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26896-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phosphorylation of GAP-43 T172 is a molecular marker of growing axons in a wide range of mammals including primates2021

    • 著者名/発表者名
      Okada Masayasu、Kawagoe Yosuke、Sato Yuta、Nozumi Motohiro、Ishikawa Yuya、Tamada Atsushi、Yamazaki Hiroyuki、Sekino Yuko、Kanemura Yonehiro、Shinmyo Yohei、Kawasaki Hiroshi、Kaneko Naoko、Sawamoto Kazunobu、Fujii Yukihiko、Igarashi Michihiro
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 ページ: 66

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00755-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 成体脳内で生まれるニューロンの状況依存的な移動・分化2022

    • 著者名/発表者名
      金子奈穂子
    • 学会等名
      第18回成体脳のニューロン新生懇談会
  • [学会発表] Adult-born neurons migrate and differentiate in response to the microenvironment in the post-stroke brain.2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Kaneko and Kazunobu Sawamoto
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会大会
  • [学会発表] Neurogenic potential in common marmoset ventricular-subventricular zone during postnatal brain development.2021

    • 著者名/発表者名
      Naoko Kaneko, Mariyam Akter, Vicente Herranz-perez, Hisashi Oishi, Jose Manuel Garcia-verdugo, Kazunobu Sawamoto
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research 2021 Tokyo
    • 国際学会
  • [学会発表] 成熟脳内で生まれるニューロンの移動制御と傷害の再生2021

    • 著者名/発表者名
      金子奈穂子
    • 学会等名
      第11回名古屋市立大学IBSセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 動的な鎖状細胞塊を形成して脳傷害部へ移動する新生神経細胞2021

    • 著者名/発表者名
      金子奈穂子, 澤本和延.
    • 学会等名
      日本数理生物学会2021年大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳梗塞切片を移動する生きた神経細胞の挙動を記録するライブイメージング法2021

    • 著者名/発表者名
      金子奈穂子, 澤本和延
    • 学会等名
      第11回日本脳血管・認知症学会総会
    • 招待講演
  • [備考] 同志社大学大学院脳科学研究科ホームページ部門紹介

    • URL

      https://brainscience.doshisha.ac.jp/introduction/pat/nr.html

  • [備考] 学術変革領域(B)ヘテロ群知能

    • URL

      https://heteroswarm.org/

  • [備考] 澤本和延研究室ホームページ

    • URL

      http://k-sawamoto.com

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公開日: 2022-12-28  

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