オリゴデンドロサイトを介した神経軸索間情報伝達機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 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: 25117005
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 池中 一裕 生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 教授 (00144527)
• 研究分担者: 山崎 良彦 山形大学, 医学部, 准教授 (10361247) ; 田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (30329700) ; 清水 健史 名古屋市立大学, 医学部, 講師 (60398237) ; 小林 憲太 生理学研究所, 行動・代謝分子解析センター, 准教授 (70315662) ; 畑中 伸彦 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (80296053)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: グリア / 精神疾患 / 神経興奮制御 / 活動電位の伝達速度

研究実績の概要

1)平成29年度は、マウスの口髯除去による大脳皮質感覚野の活動低下、および眼瞼縫合による視神経の活動低下を誘起し、個々のOLが形成する髄鞘が、感覚刺激の増減に応答して変化するかどうかを成体マウスの脳内で解析した。その結果、OLは１本の軸索活動状況に対応して髄鞘形成を変化させるのではなく、その場全体の軸索活動状況に応じて、髄鞘作製様式を決定することが分かった。
2) OL脱分極による軸索伝導促進の機能的意義の検討：平成28年度までに、海馬CA1錐体細胞－海馬台錐体細胞間シナプスにおいて、OL脱分極が長期増強の誘導を促進する可能性があることを見出した。平成29年度では例数を重ねて再現性を確認し、OLの脱分極により長期増強の誘導閾値が低下していることが分かった。また、アーキロドプシンをOL特異的に発現させ、OLの活性化を抑制したときの軸索伝導変化、出力先シナプスにおける変化を検討したところ、２０バースト刺激では、長期増強の大きさがコントロールに比べ優位に現象していた。
4) 我々は、髄鞘のパラノードの構成因子の一つであるNF155に対するコンデジィショナルKOマウスを用いることにより、パラノードを破壊する系を確立している。パラノードの破綻を誘導したマウスに対してマイクロアレイ解析を行い、発現が変動した遺伝子の中で、aquaporin3遺伝子はCopy number variantゲノム解析で精神疾患患者で重複が認められた。これらの結果から、パラノードの破綻―aquaporin3遺伝子の変動―精神疾患の三者間連関が示唆された。これらの結果を踏まえ、平成29年度はaquaporin3を組込んだアデノ随伴ウイルス(AAV)をNF155 cKOマウスの大脳皮質ニューロンへ導入したところ、神経細胞死が認められた。

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

• [雑誌論文] Modulatory effects of perineuronal oligodendrocytes on neuronal activity in the rat hippocampus (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Y, Hozumi Y, Kaneko K, Fujii S
  • 雑誌名: Neurochemical Research 巻: 43 ページ: 18-31
  • DOI: 10.1007/s11064-017-2278-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong sonic hedgehog signaling in the mouse ventral spinal cord is not required for oligodendrocyte precursor cell (OPC) generation but is necessary for correct timing of its generation (2017)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto H, Jiang W, Yoshimura T, Moon KH, Bok J, Ikenaka K
  • 雑誌名: Neurochem Int 巻: 印刷中 ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2017.11.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfatase2 modulates fate change from motor neurons to oligodendrocyte precursor cells through coordinated regulation of Shh signaling with sulfatase1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Jiang W, Ishino Y, Hashimoto H, Keino-Masu K, Masu M, Uchimura K, Kadomatsu K, Yoshimura T, Ikenaka K
  • 雑誌名: Dev Neurosci 巻: 39(5) ページ: 361-374
  • DOI: 10.1159/000464284
  • 査読あり
• [雑誌論文] The balance between cathepsin C and cystatin F controls remyelination in the brain of Plp1-overexpressing mouse, a chronic demyelinating disease model (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T, Wisessmith W, Li J, Abe M, Sakimura K, Chetsawang B, Sahara Y, Tohyama K, Tanaka KF, Ikenaka K
  • 雑誌名: GLIA 巻: 65(6) ページ: 917-930
  • DOI: 10.1002/glia.23134
  • 査読あり
• [雑誌論文] GlcNAc6ST-1 regulates sulfation of N-glycans and myelination in the peripheral nervous system (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura T, Hayashi A, Handa-Narumi M, Yagi H, Ohno N, Koike T, Yamaguchi Y, Uchimura K, Kadomatsu K, Sedzik J, Kitamura K, Kato K, Trapp BD, Baba H, Ikenaka K
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 42257-42257
  • DOI: 10.1038/srep42257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] YAP functions as a mechanotransducer in oligodendrocyte morphogenesis and maturation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T, Osanai Y, Tanaka KF, Abe M, Natsume R, Sakimura K, Ikenaka K
  • 雑誌名: GLIA 巻: 65(2) ページ: 360-374
  • DOI: 10.1002/glia.23096
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astrocyte-Mediated Infantile-Onset Leukoencephalopathy Mouse Model (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugio S, Tohyama K, Oku S, Fujiyoshi K, Yoshimura T, Hikishima K, Yano R, Fukuda T, Nakamura M, Okano H, Watanabe M, Fukata M, Ikenaka K, Tanaka KF
  • 雑誌名: GLIA 巻: 65(1) ページ: 150-168
  • DOI: 10.1002/glia.23084
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rabies virus-mediated oligodendrocyte labeling reveals a singleoligodendrocyte myelinates axons from distinct brain regions (2017)
  • 著者名/発表者名: Osanai Y, Shimizu T, Mori T, Yoshimura Y, Hatanaka N, Nambu A, Kimori Y, Koyama S, Kobayashi K, Ikenaka K
  • 雑誌名: GLIA 巻: 65(1) ページ: 93-105
  • DOI: 10.1002/glia.23076
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maturation of Cerebellar Purkinje Cell Population Activity during Postnatal Refinement of Climbing Fiber Network (2017)
  • 著者名/発表者名: Good JM, Mahoney M, Miyazaki T, Tanaka KF, Sakimura K, Watanabe M, Kitamura K, Kano M
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 21(8) ページ: 2066-2073
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.10.101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Abrogated Freud-1/Cc2d1a Repression of 5-HT1A Autoreceptors Induces Fluoxetine-Resistant Anxiety/Depression-Like Behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Vahid-Ansari F, Daigle M, Manzini MC, Tanaka KF, Hen R, Geddes SD, Beique JC, James J, Merali Z, Albert PR
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37(49) ページ: 11967-11978
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1668-17.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Time-controllable Nkcc1 knockdown replicates reversible hearing loss in postnatal mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Watabe T, Xu M, Watanabe M, Nabekura J, Higuchi T, Hori K, Sato MP, Nin F, Hibino H, Ogawa K, Masuda M, Tanaka KF
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7(1) ページ: 13605
  • DOI: 10.1038/s41598-017-13997-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Quantitative temporal changes in DTI values coupled with histological properties in cuprizone-induced demyelination and remyelination. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yano R, Hata J, Abe Y, Seki F, Yoshida K, Komaki Y, Okano H, Tanaka KF
  • 雑誌名: Neurochem Int 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2017.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hearing Loss Controlled by Optogenetic Stimulation of Nonexcitable Nonglial Cells in the Cochlea of the Inner Ear (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato MP, Higuchi T, Nin F, Ogata G, Sawamura S, Yoshida T, Ota T, Hori K, Komune S, Uetsuka S, Choi S, Masuda M, Watabe T, Kanzaki S, Ogawa K, Inohara H, Sakamoto S, Takebayashi H, Doi K, Tanaka KF, Hibino H
  • 雑誌名: Front Mol Neurosci 巻: 10 ページ: 300
  • DOI: 10.3389/fnmol.2017.00300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct roles of ventrome versus ventrolateral striatal medium spiny neurons in reward-oriented behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui-Kimura I, Natsubori A, Mori M, Kobayashi K, Drew MR, de Kerchove d'Exaerde A, Mimura M, *Tanaka KF
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 27(19) ページ: 3042-3048
  • DOI: 10.1016/j.cub.2017.08.061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial DNA double-strand breaks in oligodendrocytes cause demyelination, axonal injury and CNS inflammation (2017)
  • 著者名/発表者名: Madsen P, Pinto M, Patel S, McCarthy S, Gao H, Taherian M, Karmally S, Pereira C, Dvoriantchikova G, Ivanov D, Tanaka KF, Moraes C, Brambilla R
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37(42) ページ: 10185-10199
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1378-17.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Serotonin hormonally regulates lacrimal gland secretory function via the serotonin type 3a receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: Imada T, *Nakamura S, Hisamura R, Izuta Y, Jin K, Ito M, Kitamura N, Tanaka KF, Shibuya I, Tsubota K.Shibuya I, Tsubota K
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7(1) ページ: 6965
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06022-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-Speed and Scalable Whole-Brain Imaging in Rodents and Primates (2017)
  • 著者名/発表者名: Seiriki K, Kasai A, Hashimoto T, Schulze W, Niu M, Yamaguchi S, Nakazawa T, Inoue KI, Uezono S, Takada M, Naka Y, Igarashi H, Tanuma M, Waschek JA, Ago Y, Tanaka KF, Hayata-Takano A, Nagayasu K, Shintani N, Hashimoto R, Kunii Y, Hino M, Matsumoto J, Yabe H, Nagai T, Fujita K, Matsuda T, Takuma K, Baba A, Hashimoto H
  • 雑誌名: Neuron 巻: 94(6) ページ: 1085-1100
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2017.05.017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants (2017)
  • 著者名/発表者名: Kubo KI, Deguchi K, Nagai T, Ito Y, Yoshida K, Endo T, Benner S, Shan W, Kitazawa A, Aramaki M, Ishii K, Shin M, Matsunaga Y, Hayashi K, Kakeyama M, Tohyama C, Tanaka KF, Tanaka K, Takashima S, Nakayama M, Itoh M, Hirata Y, Antalffy B, Armstrong DD, Yamada K, Inoue K, Nakajima K
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 2(10) ページ: 88609
  • DOI: 10.1172/jci.insight.88609
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] OCD candidate gene SLC1A1/EAAT3 impacts basal ganglia-mediated activity and stereotypic behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Zike ID, Chohan MO, Kopelman JM, Krasnow EN, Flicker D, Nautiyal KM, Bubser M, Kellendonk C, Jones CK, Stanwood G, Tanaka KF, Moore H, Ahmari SE, Veenstra-VanderWeele J
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114(22) ページ: 5719-5724
  • DOI: 10.1073/pnas.1701736114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A new paradigm for evaluating avoidance/escape motivation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui-Kimura I, Bouchekioua Y, Mimura M, Tanaka KF.
  • 雑誌名: Int J Neuropsychopharmacol 巻: 20(7) ページ: 593-601
  • DOI: 10.1038/ncomms14304
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ventrolateral Striatal Medium Spiny Neurons Positively Regulate Food-Incentive, Goal-Directed Behavior Independently of D1 and D2 Selectivity (2017)
  • 著者名/発表者名: Natsubori A, Tsutsui-Kimura I, Nishida H, Bouchekioua Y, Sekiya H, Uchigashima M, Watanabe M, de Kerchove d'Exaerde A, Mimura M, Takata N, Tanaka KF
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37(10) ページ: 2723-2733
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3377-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dysfunction of ventrolateral striatal dopamine receptor type 2-expressing medium spiny neurons impairs instrumental motivation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui-Kimura I, Takiue H, Yoshida K, Xu M, Yano R, Ohta H, Nishida H, Bouchekioua Y, Okano H, Uchigashima M, Watanabe M, Takata N, Drew MR, Sano H, Mimura M, Tanaka KF
  • 雑誌名: Nat Communications 巻: 8 ページ: 14304
  • DOI: 10.1038/ncomms14304
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 強迫症研究のこれからtranslational researchの可能性について (2017)
  • 著者名/発表者名: 酒井 雄希, 田中 謙二
  • 雑誌名: 精神科治療学 巻: 32(3) ページ: 399-404
• [雑誌論文] Reactive astrocytes function as phagocytes after brain ischemia via ABCA1-mediated pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Morizawa YM, Hirayama Y, Ohno N, Shibata S, Shigetomi E, Sui Y, Nabekura J, Sato K, Okajima F, Takebayashi H, Okano H, Koizumi S.
  • 雑誌名: Nature Comm 巻: 8(1) ページ: 28
  • DOI: 10.1038/s41467-017-00037-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Mechanism that arrests myelin regeneration in chronic demyelinated lesions (2018)
  • 著者名/発表者名: 池中一裕
  • 学会等名: 第8回 新潟大学脳研研究所共同研究拠点国際シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 意欲行動の開始を支配する島皮質-線条体回路 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 次世代脳 新学術領域合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Fiberphotometry (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第28回 マイクロダイアリシス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] DGK‐εノックアウトマウスを用いた行動解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 多田裕治, 松本翔平, 水野綱紀, 武内健太朗, 田﨑太一, 藤原浩樹, 後藤薫, 藤井聡
  • 学会等名: 山形大学医学部実験動物セミナー・第28回研究成果発表会
• [学会発表] シナプス可塑性の刺激パターンの依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井聡, 山崎良彦, 後藤純一, 藤原浩樹
  • 学会等名: 第34回山形電気生理研究会
• [学会発表] 結節硬化症原因遺伝子欠損マウスにおけるシナプス可塑性異常の改善に向けたアプローチ (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤純一, 山形要人, 島田忠之, 藤原浩樹, 山崎良彦, 藤井聡
  • 学会等名: 第34回山形電気生理研究会
• [学会発表] 海馬シナプス可塑性の刺激パターン依存性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤井聡, 山崎良彦, 後藤純一, 藤原浩樹
  • 学会等名: 第49回東北生理談話会
• [学会発表] 光操作・光計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第４９回藤田学園医学会・研究最前線セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 島皮質-線条体回路と意欲行動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第5回心身医学のニューロサイエンス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Oligodendrocyte is a dynamic modulator of conduction velocity (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二、山崎良彦
  • 学会等名: 第60回 日本神経化学会
• [学会発表] 光観察と光操作を組み合わせた意欲行動研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第2回 ルミノジェネティクス研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Exploring the factors causing remyelination arrest through studying cystatin F gene expression regulatory mechanism (2017)
  • 著者名/発表者名: Jiayi Li
  • 学会等名: 13th Biennial ISN Satellite Metting Myelin Biology 2017 Glial Neuronal Interactions
  • 国際学会
• [学会発表] Origodendrocytes myelinate axons by sensing neuronal subtypes and/or sensory inputs with individual variance in selectivity (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Ikenaka
  • 学会等名: 13th Biennial ISN Satellite Metting Myelin Biology 2017 Glial Neuronal Interactions
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Exploring the factors causing remyelination arrest through studying cystatin F gene expression regulatory mechanism (2017)
  • 著者名/発表者名: Jiayi Li
  • 学会等名: ISN-ESN Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Exploring the factors causing remyelination arrest through studying cystatin F gene expression regulatory mechanism (2017)
  • 著者名/発表者名: Jiayi Li
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Analysis of neuronal resposes against disruption of paranodal junction (2017)
  • 著者名/発表者名: 池中一裕
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Functional analysis of Rho/Rho-kinase signaling pathway in corticostriatal neuron survival using a new gene delivery system (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林憲太
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会