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2017 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
研究機関日本大学

研究代表者

飯野 正光  日本大学, 医学部, 特任教授 (50133939)

研究分担者 金丸 和典  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10456105)
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 アストロサイトCa2+動態の生体内可視化法と、神経細胞および血管平滑筋細胞の生体内Ca2+可視化法を組み合わせて、感覚入力または睡眠覚醒に伴う脳血流変化について解析を進めた。アストロサイトのCa2+シグナルは、青斑核からの投射によって制御され、グリアアセンブリとして脳の広範囲な血流制御に関与することを示す結果を得て、論文発表の準備を進めている。
【戦略2】細胞内Ca2+放出機構解析 小胞体内腔Ca2+プローブ(G-CEPIA1er)をウイルスベクターによりグリア細胞選択的に発現させ、アストロサイトの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解析を進めた。この結果、従来アストロサイトにおいて主要なCa2+放出チャネルとされていたIP3受容体2型以外にもCa2+放出経路があること、また、それが小胞体近傍のCa2+濃度を高めることを明らかにして論文発表準備中である。
【戦略3】グリオトランスミッター可視化 新規ATPプローブを用いた生体内イメージングにより、大脳皮質拡延性抑制と脳梗塞に伴う細胞外ATP動態の比較解析を進めた。
【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目的で、IP3分解酵素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、戦略1の解析および下記の東北大との共同研究を進めた。
領域内連携研究 支援班・小林憲太准教授(生理研)にウイルスベクターの作製を依頼し供給を受け戦略2の成果が得られた。公募研究・研究代表者・立川正憲准教授(東北大・薬)と、アストロサイト活動依存的な神経制御因子を探索するためアストロサイト・血管接合部の網羅的定量プロテオミクス解析を開始した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Role of endoplasmic reticulum-mediated Ca2+ signaling in neuronal cell death2018

    • 著者名/発表者名
      Okubo Yohei、Mikami Yoshinori、Kanemaru Kazunori、Iino Masamitsu
    • 雑誌名

      Antioxid Redox Signal (in press)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1089/ars.2018.7498

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A three-dimensional single-cell-resolution whole-brain atlas using CUBIC-X expansion microscopy and tissue clearing2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami Tatsuya C.、Mano Tomoyuki、Saikawa Shu、Horiguchi Shuhei A.、Shigeta Daichi、Baba Kousuke、Sekiya Hiroshi、Shimizu Yoshihiro、Tanaka Kenji F.、Kiyonari Hiroshi、Iino Masamitsu、Mochizuki Hideki、Tainaka Kazuki、Ueda Hiroki R.
    • 雑誌名

      Nat Neurosci

      巻: 21 ページ: 625-637

    • DOI

      10.1038/s41593-018-0109-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient high-throughput screening by ER Ca2+ measurement to identify inhibitors of ryanodine receptor Ca2+-release channels2018

    • 著者名/発表者名
      Murayama. T., Kurebayashi, N., Ishigami-Yuasa, M., Mori, S., Suzuk, Y.i, Akima, R., Ogawa, H., Suzuki, J., Kanemaru, K., Oyamada, H., Kiuchi, Y., Iino, M., Kagechika, H., Sakurai, T.
    • 雑誌名

      Mol Pharmacol (in press)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1124/mol.117.111468

    • 査読あり
  • [学会発表] In vivo analysis of astrocytic calcium signaling.2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kanemaru, Hiroshi Sekiya, Yohei Okubo, Masamitsu Iino
    • 学会等名
      第5回グリアアセンブリ国際シンポジウム「グリアアセンブリによる脳機能の発現と病態」
  • [学会発表] 高感度カルシウムインジケータータンパク質YC-Nano50を用いた膵β細胞の生体内イメージング解析2018

    • 著者名/発表者名
      金丸 和典、太向 勇、北島 奈美、関谷 敬、飯野 正光
    • 学会等名
      第138回日本薬理学会関東部会
  • [学会発表] Imaging Ca2+ signals in the brain in health and disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Iino, M.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calcium Release: The View from Inside the Stores.2017

    • 著者名/発表者名
      Iino, M.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Calcium Signalling
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coupling between NO and Ca2+ in the brain in health and disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Iino, M.
    • 学会等名
      Annual Convention 2017 of Korean Society of Pharmacology
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo imaging of astrocytic Ca2+ dynamics using cytosolic and intraorganellar Ca2+ indicators.2017

    • 著者名/発表者名
      Iino, M.
    • 学会等名
      Seminar at CNR Institute of Cell Biology and Neurobiology (Rome, Italy)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] てんかん誘発性神経細胞死を担う一酸化窒素依存性1型リアノジン受容体活性化2017

    • 著者名/発表者名
      大久保 洋平、三上 義礼、金丸 和典、飯野 正光
    • 学会等名
      生理研研究会「シグナル動態の可視化と操作に基づく多階層機能解析の新展開」
  • [学会発表] Visualization of Ca2+ filling mechanisms upon synaptic inputs in the endoplasmic reticulum of cerebellar Purkinje cells2017

    • 著者名/発表者名
      Yohei Okubo, Junji Suzuki, Kazunori Kanemaru, Naotoshi Nakamura, Tatsuo Shibata, Masamitsu Iino
    • 学会等名
      20th International Symposium on Calcium Binding Proteins and Calcium Function in Health and Disease
  • [学会発表] Astrocytic calcium signaling in health and disease.2017

    • 著者名/発表者名
      飯野 正光
    • 学会等名
      第22回グリア研究会
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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