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2019 年度 実績報告書

グリア細胞により支援される皮質神経回路の可塑性

研究課題

研究課題/領域番号 16H01888
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

平瀬 肇  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (90392084)

研究分担者 今野 歩  群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードグリア
研究実績の概要

最終年度である本年度は、昨年確立したマウス頭部を固定した状態での恐怖条件付け学習プロトコルを用いて同学習時に起こるアストロサイトの活動をニ光子励起顕微鏡を用いて観測した。アストロサイトの活動は、カルシウムセンサーであるG-CaMP7と環状アデノシン一リン酸センサーであるPinkFlamindoをアストロサイトに発現させて計測した。各センサーの発現には、研究分担者が作製したアデノ随伴ウィルスベクターを用いた。その結果、恐怖条件付け初回から3回目までのフットショック刺激提示後にカルシウムのみならず環状アデノシン一リン酸濃度の上昇があることが認められた。アストロサイトの環状アデノシン一リン酸の上昇は、青斑核からのノルアドレナリン投射同時によって起こり、ベータ1型アドレナリン受容体に依存することが分かった。アストロサイトのカルシウム上昇や環状アデノシン一リン酸上昇は、Gタンパク質共役受容体の活性化により惹起されるが、アストロサイトのGタンパク質共役受容体活性化が学習に影響を与えるのかを試す実験をOpto-Gq系を使って行った。理化学研究所脳科学総合研究センターの平瀬研で作製したBAC-Glt1-OptoA1ARマウスにおいて新奇物体認識試験を行ったところ、記憶時のアストロサイトの活性により記憶の保持が2週間以上続くこと見出した。アストロサイトの活性化を行わなかった動物では二週間後の記憶は保持できなかったことから、アストロサイトが長期的な記憶の保持に有用であることが示された。また、本課題の目標の一つであるtDCSによるニューロピルの反応を調べた結果、グリア細胞の一種であるミクログリアが影響を受けることが昨年度見出したが、今年度は、それらがベータ2型アドレナリン受容体に依存することが分かった。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

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

  • [国際共同研究] University of Rochester/University of California, Davis(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Rochester/University of California, Davis
  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [雑誌論文] Distinct temporal integration of noradrenaline signaling by astrocytic second messengers during vigilance2020

    • 著者名/発表者名
      Oe Yuki、Wang Xiaowen、Patriarchi Tommaso、Konno Ayumu、Ozawa Katsuya、Yahagi Kazuko、Hirai Hirokazu、Tian Lin、McHugh Thomas J.、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 471.

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14378-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cerebrospinal fluid influx drives acute ischemic tissue swelling2020

    • 著者名/発表者名
      Mestre H et al. Mori Y, Nedergaard M (22著者、19番目))
    • 雑誌名

      Science

      巻: 367 ページ: eaax7171

    • DOI

      10.1126/science.aax7171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adrenergic receptor antagonism induces neuroprotection and facilitates recovery from acute ischemic stroke2019

    • 著者名/発表者名
      Monai Hiromu、Wang Xiaowen、Yahagi Kazuko、Lou Nanhong、Mestre Humberto、Xu Qiwu、Abe Yoichiro、Yasui Masato、Iwai Youichi、Nedergaard Maiken、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 11010~11019

    • DOI

      10.1073/pnas.1817347116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycogen distribution in mouse hippocampus2019

    • 著者名/発表者名
      Hirase Hajime、Akther Sonam、Wang Xiaowen、Oe Yuki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Research

      巻: 97 ページ: 923~932

    • DOI

      10.1002/jnr.24386

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) Induces Adrenergic Receptor-Dependent Microglial Morphological Changes in Mice2019

    • 著者名/発表者名
      Mishima Tsuneko、Nagai Terumi、Yahagi Kazuko、Akther Sonam、Oe Yuki、Monai Hiromu、Kohsaka Shinichi、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 6 ページ: 0204

    • DOI

      10.1523/ENEURO.0204-19.2019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regional Distribution of Glycogen in the Mouse Brain Visualized by Immunohistochemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Oe Yuki、Akther Sonam、Hirase Hajime
    • 雑誌名

      Adv Neurobiology

      巻: 23 ページ: 147~168

    • DOI

      10.1007/978-3-030-27480-1_5

    • 査読あり
  • [学会発表] Heterogeneity of astrocytes in glycogen distribution and calcium dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      平瀬肇
    • 学会等名
      第42回日本神経科学年会Neuro2019
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス大脳皮質アストロサイトCa2+およびcAMPの動態2019

    • 著者名/発表者名
      大江祐樹(平瀬に代わり)
    • 学会等名
      第9回都医学研シンポジウム:グリア細胞機能の新展開から脳機能のさらなる理解
    • 招待講演
  • [学会発表] Macroscopic imaging of cortical spreading depression and recovery2019

    • 著者名/発表者名
      平瀬肇
    • 学会等名
      International Conference on Neurological Disorders and Therapeutics (ICNDT) 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] クリアランスによる脳卒中後の損傷拡大の抑制

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2019/20190520_3/index.html

  • [備考] 心理状態に応じて変化するグリア細胞の活性化様式を発見

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200204_1/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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