オリゴデンドロサイトによる神経回路調節機能

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23680042
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 田中 謙二 慶應義塾大学, 医学部, 特任准教授 (30329700)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ニューロングリア相互作用 / オリゴデンドロサイト / オプトジェネティクス

研究実績の概要

オリゴデンドロサイト-神経相互作用のダイナミックな活動を計測するために、オリゴデンドロサイト特異的にカルシウムセンサー：yellow cameleonを発現するマウスを再度作成した。同じくactb遺伝子座を用いたが、前年度に報告した場所とはわずかにずらした場所で作成した。キメラマウスの作出まで行うことが出来た。同時に、他のカルシウムセンサー：GGaMP6を発現するマウスも作出した。これもキメラマウスの作出まで行うことが出来た。
オリゴデンドロサイトの脱分極により神経伝導が促進されることを海馬スライス標本を用いて明らかにした。神経伝導の促進が、神経伝達にどのような影響を与えるか、海馬CA1錐体細胞ー海馬台シナプスを対象に実験を行った。海馬台のより遠位に存在する錐体細胞は、海馬CA1錐体細胞から距離が遠いため、その髄鞘軸索が長い。海馬台錐体細胞へのシナプス伝達修飾は、遠位錐体細胞において見られる傾向があった。軸索が長い分、伝導速度増加による時間変化が大きくなり、入力の同期性が増えたせいと考えられた。プレリミナリーな結果ではあるものの、オリゴデンドロサイトの活動変化が、神経伝導を調節し、それによって神経伝達まで変化させうるという興味深い結果を得ることが出来た。
オリゴデンドロサイト-神経相互作用をin vivoで観察する方法として、MRIを用いた研究にも着手した。オリゴデンドロサイトをチャネルルドプシンをもちいて1週間にわたって光刺激し、白質の構造をDiffusion tensor imagingによって観察するという手法である。opto-DTIとよぶこの手法を今後は洗練させていきたい。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Optogenetic Activation of CA1 Pyramidal Neurons at the Dorsal and Ventral Hippocampus Evokes Distinct Brain-Wide Responses Revealed by Mouse fMRI. (2015)
  • 著者名/発表者名: N, Yoshida K, Komaki Y, Xu M, Sakai Y, Hikishima K, Mimura M, Okano H, Tanaka KF.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0121417
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0121417
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Astroglial Glutamate Transporter Deficiency Increases Synaptic Excitability and Leads to Pathological Repetitive Behaviors in Mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Aida T, Yoshida J, Nomura M, Tanimura A, Iino Y, Soma M, Bai N, Ito Y, Cui W, Aizawa H, Yanagisawa M, Nagai T, Takata N, Tanaka KF, Takayanagi R, Kano M, Gotz M, Hirase H, Tanaka K.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacology 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1038/npp.2015.26.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Optogenetic activation of dorsal raphe serotonin neurons enhances patience for future rewards. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki KW, Miyazaki K, Tanaka KF, Yamanaka A, Takahashi A, Tabuchi S, Doya K.
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 24 ページ: 2033-2040
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.07.041.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased adenosine levels in mice expressing mutant glial fibrillary acidic protein in astrocytes result in failure of induction of LTP reversal (depotentiation) in hippocampal CA1 neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Tanaka KF, Ikenaka K, Yamazaki Y.
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1578 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2014.07.005.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hippocampal memory traces are differentially modulated by experience, time, and adult neurogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Denny CA, Kheirbek MA, Alba EL, Tanaka KF, Brachman RA, Laughman KB, Tomm NK, Turi GF, Losonczy A, Hen R.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 83 ページ: 189-201
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.05.018.
  • 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 Ca(2+) 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, Tanaka KF.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 8 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
• [雑誌論文] Optogenetic activation of serotonergic neurons enhances anxiety-like behaviour in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohmura Y, Tanaka KF, Tsunematsu T, Yamanaka A, Yoshioka M.
  • 雑誌名: Int J Neuropsychopharmacol 巻: 17 ページ: 1777-1783.
  • DOI: 10.1017/S1461145714000637.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Optogenetic manipulation of activity and temporally controlled cell-specific ablation reveal a role for MCH neurons in sleep/wake regulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsunematsu T, Ueno T, Tabuchi S, Inutsuka A, Tanaka KF, Hasuwa H, Kilduff TS, Terao A, Yamanaka A.
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 34 ページ: 6896-6909
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5344-13.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Short- and long-term functional plasticity of white matter induced by oligodendrocyte depolarization in the hippocampus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Y, Fujiwara H, Kaneko K, Hozumi Y, Xu M, Ikenaka K, Fujii S, Tanaka KF.
  • 雑誌名: Glia 巻: 62 ページ: 1299-1312
  • DOI: 10.1002/glia.22681.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] オプトジェネティクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 雑誌名: 精神医学 巻: 56 ページ: 281-284
• [雑誌論文] オプトジェネティクスをはじめましょう (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 143 ページ: 193-197
• [雑誌論文] オプトジェネティクスと小動物functional MRIの融合による脳内環境変化の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 雑誌名: 遺伝子医学MOOK 巻: 26 ページ: 125-129
• [雑誌論文] Optogeneticsが拓く精神疾患の未来 (2014)
  • 著者名/発表者名: 夏堀晃世、田中謙二
  • 雑誌名: Medical Science Digest 巻: 40 ページ: 13-15
• [雑誌論文] 遺伝子改変マウスを小さく維持するコツ (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中優衣、日野宇太郎、田中謙二
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 2973-2979
• [学会発表] Tetracycline-Controllable Gene Expression and Knockdown (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: BRI International Symposium 2015
  • 発表場所: 新潟市、新潟大学医学部
  • 年月日: 2015-03-05 – 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] Optogenetics (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第9回 日仏先端科学シンポジウム
  • 発表場所: 京都市、京都ブライトンホテル
  • 年月日: 2015-01-22 – 2015-01-25
  • 招待講演
• [学会発表] 精神医学研究にオプトジェネティクスが期待されること (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第35回日本レーザー医学会総会
  • 発表場所: 新宿区、京王プラザホテル
  • 年月日: 2014-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] オプトジェネティクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中謙二
  • 学会等名: 第110回日本精神神経学会学術総会 ワークショップ
  • 発表場所: 横浜市、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-27
• [備考] グリア細胞内の微細なカルシウム活動も見逃さない新しい生体内イメージング技術の開発
  • URL: http://www.keio.ac.jp/ja/press_release/2014/osa3qr0000004muh.html