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2022 年度 実績報告書

神経幹細胞の光操作を用いた生後脳ニューロン新生の機能的意義の全脳レベルでの解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H02485
研究機関京都大学

研究代表者

今吉 格  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード神経幹細胞 / ニューロン新生 / 転写因子
研究実績の概要

研究代表者者がこれまで評価してきたニューロン新生の選択的阻害が可能なモデルマウス(GFAP-TKマウスなど)を、新規に開発した記憶痕跡細胞の多色蛍光標識マウスFL3/RFPマ ウスと組み合わせて使用し、神経回路ネットワークの可塑的変化が、ニューロン新生によってどのように修飾されるのかについて解析を行った。開発したFL3 マウスでは、脳サンプリング時に神経活動が活発なニューロン群をVenusで可視化できるとともに、4-OHT投与により、RFPなど別種の蛍光タンパク質の発現を誘導 できることができ、任意の二時点における活性化したニューロン群をVenusとRFPを用いて効率よく多色標識できることが可能になった。FASTに基づいた全脳イ メージングデータの取得を進めた。また、昨年度に確率したこれらのデータの解析に最適な定量的解析プラットフォームをアップデートを進めた。蛍光標識細胞の全脳アトラスへの registrationと、U-netを用いた細胞定量の解析パイプラインの精度が向上したと考えている。現在は、ニューロン新生の活性化や阻害 が、脳内の記憶痕跡細胞の分布や動態変化に、どのような影響をあたえるのかについて、解析を続けている。また、健常マウスとニューロン新生活性化・阻害マウス の間で差異があると同定された脳領域について、脳内視鏡を用いた神経活動イメージングを行うための実験系の確立を継続した。脳内視鏡データの取得に加え て、それらの時間変動を解析するためのデータ解析系の改良も行った。

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

研究計画書に記載の内容に沿って進捗していると考えられるため。

今後の研究の推進方策

2年目で取得した健常マウスと、ニューロン新生活性化・阻害マウスの全脳データについて、樹立した解析プラットフォームを用いて、記憶痕跡細胞の脳内分布 や共局在について定量的な評価を継続する。より多くのマウス脳検体や、実験条件の改変が必要と判断されたので、追加サンプリングと全脳データの撮像を継続する。記憶痕跡細胞の再構成は、脳のどの領域間で、どのようなタイムスケールで起こっている現象なのか、そして、ニューロン新生マウスでは、どのステップに異常が見られるのかについては未知の点が多いので、海馬・扁桃体だけでなく、他の数多くの脳領域間での神経活動の相関や、記憶痕跡細胞の推移に着目して解析を行う。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

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

  • [雑誌論文] Enhancement of Vivid-based Photo-Activatable Gal4 Transcription Factor in Mammalian Cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S.C., Fukuda, T.D., Yamada, M., Suzuki, Y.I., Kakutani, R., Guy, A.T. and *Imayoshi, I.
    • 雑誌名

      Cell Struct Funct.

      巻: 48 ページ: 31-47

    • DOI

      10.1247/csf.22074.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Enhancement of Vivid-based Photo-Activatable Gal4 Transcription Factor in Mammalian Cells.2023

    • 著者名/発表者名
      長崎真治、今吉格
    • 学会等名
      第16回神経発生討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      Cellular mechanisms of learning and memoryシンポジウム
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      International Symposium on Neural Development and Diseases
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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