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2014 年度 実績報告書

カルシウムシグナルの可視化と制御によるグリアアセンブリ動態の解明

計画研究

研究領域グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
研究課題/領域番号 25117002
研究機関東京大学

研究代表者

飯野 正光  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50133939)

研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワードシグナル伝達 / 生体分子 / 薬理学 / 脳・神経 / 脳神経疾患
研究実績の概要

以下の4戦略により研究を進めた。
【戦略1】Ca2+シグナル動態解析 タンパク質型Ca2+プローブ(YCnano)をアストロサイト選択的に発現する遺伝子改変マウスを用い、大脳皮質アストロサイトの微小突起に限局する自発的Ca2+シグナル「Ca2+ twinkle」を発見した。感覚刺激に誘発されるアストロサイトCa2+シグナルが微細突起から細胞体へと伝播することを明らかにし、これらの成果を論文として発表した。
【戦略2】細胞内Ca2+放出機構解析 小胞体内腔Ca2+プローブ(CEPIA)をグリア細胞選択的に発現する遺伝子改変マウスの作製を進めた。これによりCEPIAノックインマウスの作製は完了した。
【戦略3】グリオトランスミッター可視化 新規ATPプローブにより大脳皮質細胞外ATPの可視化に初めて成功し、強い局所電気刺激によりATP濃度上昇が刺激部位からウエーブ状に大脳皮質を伝播する様子を明らかにして学会発表を行った。
【戦略4】Ca2+シグナル阻害による摂動実験 IP3分解酵素(5ppase)をグリア細胞選択的に発現する遺伝子改変マウスの作製を進めた。このうち、アストロサイト特異的にYCnanoと5ppaseを発現するマウス作製は完了し、Ca2+シグナルが顕著に抑制されることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

上記の研究実績概要に示した通り、初年度の計画については、ほぼ予定通りの実績が得られた。計画の一部(戦略1)については、予定した以上に進んでいると考えている。

今後の研究の推進方策

ほぼ予定通り進行しており、大幅な方針変更の必要はなく、以下の通り進める。
【戦略1】Ca2+シグナル動態解析 前年度の成果により確立されたアストロサイトCa2+動態の生体内可視化法を用い、自発シグナル間の関係性や、感覚入力に伴う変化について解析を進める。
【戦略2】細胞内Ca2+放出機構解析 戦略1で得られるCa2+シグナル動態における細胞内Ca2+放出の寄与を明らかにするため、小胞体内腔Ca2+プローブ(CEPIA)をグリア細胞選択的に発現する遺伝子改変マウスの作製を引き続き進める。
【戦略3】グリオトランスミッター可視化 新規ATPプローブを用いたイメージングにより、脳虚血に伴うin vivo測定を行う。
【戦略4】Ca2+シグナル阻害による摂動実験 IP3-Ca2+シグナルの選択的阻害により、グリアアセンブリにおけるIP3依存性成分の寄与を定量する。昨年度の研究により完成したIP3分解酵素(5ppase)をアストロサイト選択的に発現する遺伝子改変マウスを用い、本年度は戦略1の研究に応用を開始する。
領域内連携研究 アストロサイトのCa2+動態可視化に関連して、大木班との連携により、視覚野の情報処理におけるアストロサイトアセンブリの機能動態を解析する。アストロサイト以外のグリア細胞についても、準備ができ次第、池中班および井上班と連携する。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Imaging intraorganellar Ca2+ at subcellular resolution using CEPIA.2014

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, J., Kanemaru, K., Ishii, K., Ohkura, M., Okubo, Y., and Iino, M.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 5 ページ: 4153

    • DOI

      10.1038/ncomms5153.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo visualization of subtle, transient, and local activity of astrocytes using an ultrasensitive Ca2+ indicator.2014

    • 著者名/発表者名
      Kanemaru, K., Sekiya, H., Xu, M., Satoh, K., Kitajima, N., Yoshida, K., Okubo, Y., Sasaki, T., Moritoh, S., Hasuwa, H., Mimura, M., Horikawa, K., Matsui, K., Nagai, T., Iino, M., and Tanaka, K.F.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 10 ページ: 311-318

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2014.05.056.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] タンパク質型Ca2+インジケーターCEPIAによる小胞体・ミトコンドリア内腔Ca2+動態の可視化と機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第120回 日本解剖学会総会・全国学術集会 第92回 日本生理学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内アストロサイトの微細なカルシウム活動を捉える新規イメージング技術2015

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-20
  • [学会発表] 成熟したマウス脳における経験依存的シナプス機能制御2015

    • 著者名/発表者名
      久保田 淳、金丸 和典、関谷 敬、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-20
  • [学会発表] 動物個体を用いた大脳皮質の蛍光イメージング:仕組みと実際2015

    • 著者名/発表者名
      関谷 敬、北島 奈美、 瀧川 健司、高木 美貴、佐藤 要、山澤 徳志子、金丸 和典、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-20
  • [学会発表] 軸索によるシュワン細胞のミトコンドリア代謝制御を介したミエリン鞘形成機構2015

    • 著者名/発表者名
      稲生 大輔、相良 洋、鈴木 純二、金丸 和典、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] 大脳皮質の異常興奮時における ATP 動態を可視化する蛍光性 ATP プローブの開発2015

    • 著者名/発表者名
      瀧川 健司、関谷 敬、佐藤 要、北島 奈美、高木 美貴、坂本 寛和、並木 繁行、山澤 德志子、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] S-ニトロシル化を介した1型リアノジン受容体活性化による一酸化窒素誘導神経細胞死2015

    • 著者名/発表者名
      三上 義礼、金丸 和典、小田 康弘、柿澤 昌、杉山 弘樹、柴田 和輝、小山 隆太、伊藤 明博、山澤 徳志子、渡辺 雅彦、池谷 裕二、斉藤 延人、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-19
  • [学会発表] アストロサイトCa2+シグナルは脳血管平滑筋の収縮に相関する2015

    • 著者名/発表者名
      北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-18
  • [学会発表] タンパク質型Ca2+インジケーターCEPIAを用いた小胞体・ミトコンドリア内腔Ca2+動態の可視化と機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-18
  • [学会発表] マウス血栓塞栓モデルを用いた脳虚血時アストロサイトのin vivo Ca2+イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      高木 美貴、関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、山澤 徳志子、田中 謙二、飯野 正光
    • 学会等名
      第88回 日本薬理学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-18
  • [学会発表] Imaging intraorganellar Ca2+ at subcellular resolution using CEPIA2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      2015 Kitasato-Yale Fluid Symposium: Molecular Control of Cellular and Epithelial Function
    • 発表場所
      北里大学 (東京都港区)
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-02
  • [学会発表] Functional role of astrocytic Ca2+ signaling in response to brain injury2015

    • 著者名/発表者名
      M. Iino
    • 学会等名
      Glial assembly; a new regulatory machinery of brain function and disorders
    • 発表場所
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-01-23 – 2015-01-23
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo visualization of subtle, transient and local activity of astrocytes2014

    • 著者名/発表者名
      関谷 敬、金丸 和典、徐 明、佐藤 要、北島 奈美、吉田 慶太郎、大久保 洋平、佐々木 拓哉、森藤 暁、蓮輪 英毅、三村 將、堀川 一樹、松井 広、永井 健治、田中 謙二、飯野 正光
    • 学会等名
      International Symposium 2014 'Vision, Memory, Thought'
    • 発表場所
      東京大学伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-07
  • [学会発表] タンパク質型Ca2+インジケーターを用いたミトコンドリア・小胞体内腔Ca2+動態の可視化と機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      筋生理の集い
    • 発表場所
      東京慈恵会医科大学 (東京都港区)
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-06
  • [学会発表] 脳血管平滑筋の生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析2014

    • 著者名/発表者名
      北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
    • 学会等名
      第24回 日本循環薬理学会
    • 発表場所
      山形テルサ(山形県山形市)
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-05
  • [学会発表] 異常興奮時の大脳皮質における細胞外ATPウェーブの可視化2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤 要、関谷 敬、瀧川 健司、坂本 寛和、有吉 哲郎、並木 繁行、田中 謙二、廣瀬 謙造、飯野 正光
    • 学会等名
      第131回 日本薬理学会関東部会
    • 発表場所
      横浜市立大学福浦キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [学会発表] 血栓塞栓モデルを用いた脳虚血時アストロサイトのin vivo Ca2+イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      高木 美貴、関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、山澤 徳志子、田中 謙二、飯野 正光
    • 学会等名
      第131回 日本薬理学会関東部会
    • 発表場所
      横浜市立大学福浦キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-11
  • [学会発表] NO-induced calcium release (NICR)と神経細胞死2014

    • 著者名/発表者名
      三上 義礼、金丸 和典、小田 康弘、杉山 弘樹、小山 隆太、伊藤 明博、柿澤 昌、山澤 徳志子、村山 尚、渡辺 雅彦、池谷 裕二、斉藤 延人、飯野 正光
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「新規シグナル伝達分子とその生理学的可塑性」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-18
  • [学会発表] シナプス外グルタミン酸動態の可視化解析2014

    • 著者名/発表者名
      大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第37回 日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [学会発表] 成熟したマウス脳における経験依存的シナプス機能制御2014

    • 著者名/発表者名
      久保田 淳、金丸 和典、関谷 敬、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      第37回 日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-09-13 – 2014-09-13
  • [学会発表] グリアの「わかりにくい」活動をいかにして捉えるか:新規可視化ツールでグリアの謎を解く2014

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典
    • 学会等名
      第1回 グリアアセンブリ 若手の会
    • 発表場所
      仁和寺御室会館 (京都府京都市)
    • 年月日
      2014-08-08 – 2014-08-08
  • [学会発表] オルガネラ局在型Ca2+インジケーターで グリア機能に迫る2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二
    • 学会等名
      第1回 グリアアセンブリ 若手の会
    • 発表場所
      仁和寺御室会館 (京都府京都市)
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-07
  • [学会発表] Imaging intraorganellar Ca2+ at subcellular resolution using CEPIA2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre (Cape Town, South Africa)
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-17
  • [学会発表] In vivo visualization of subtle, transient, and local activity of astrocytes using an ultrasensitive Ca2+ indicator2014

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、関谷 敬、徐 明、佐藤 要、北島 奈美、吉田 慶太郎、大久保 洋平、佐々木 拓哉、森藤 暁、蓮輪 英毅、三村 悠、堀川 一樹、松井 広、永井 健治、飯野 正光
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre (Cape Town, South Africa)
    • 年月日
      2014-07-16 – 2014-07-16
  • [学会発表] Fluorescence imaging of extrasynaptic glutamate dynamics in the brain2014

    • 著者名/発表者名
      大久保 洋平、関谷 敬、並木 繁行、坂本寛和、廣瀬 謙造、飯野 正光
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre (Cape Town, South Africa)
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] Calcium regulation of cell functions in the brain: responses of neurons and astrocytes to brain injury2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iino
    • 学会等名
      17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • 発表場所
      Cape Town International Convention Centre (Cape Town, South Africa)
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 1型リアノジン受容体のS-ニトロシル化を介した神経細胞死の誘導2014

    • 著者名/発表者名
      三上 義礼、金丸 和典、小田 康弘、杉山 弘樹、小山 隆太、伊藤 明博、柿澤 昌、山澤 徳志子、村山 尚、渡辺 雅彦、斉藤 延人、飯野 正光
    • 学会等名
      第130回 日本薬理学会関東部会
    • 発表場所
      星薬科大学百年記念館(東京都品川区)
    • 年月日
      2014-07-05 – 2014-07-05
  • [学会発表] Imaging intraorganellar Ca2+ at subcellular resolution using CEPIA2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木 純二、金丸 和典、石井 邦明、大倉 正道、大久保 洋平、飯野 正光
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conferences: Calcium and Cell Function
    • 発表場所
      ナッソー (バハマ)
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-02
  • [学会発表] Astrocytic Ca2+ signaling in response to brain injury2014

    • 著者名/発表者名
      M. Iino
    • 学会等名
      Collaborations in Neuroscience
    • 発表場所
      Max Planck Floriad Institute for Neuroscience (Jupiter, FL, USA)
    • 年月日
      2014-05-10 – 2014-05-10
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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