蛍光Ｃａプローブを発現する新規マウスを多種類用いた、脳血流制御機構の可視化解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26460335
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関谷 敬 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (40511374)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 血管平滑筋 / 脳血流 / カルシウムシグナル / 蛍光イメージング / アストロサイト

研究実績の概要

中枢神経系における血流制御は、神経細胞へのエネルギー供給を担い、神経活動を維持するために重要な機構である。この血流制御機構を明らかにするため、当該年度では、研究実施計画に基づき、本研究で新たに実現した蛍光カルシウムイメージング法によりin vivoにて捉えた血管平滑筋の収縮・弛緩動態と、アストロサイト・神経細胞の活動、および脳血流動態との比較を行った。まず、当該年度までの蛍光カルシウム可視化実験で得られたデータを用い、各種の細胞について活動動態の相関解析を行った。この解析から、アストロサイトと神経細胞は、ともに血管平滑筋の収縮・弛緩に対し、重要な働きを示すことが明らかになった。さらに、血流制御に関わる細胞間シグナル伝達の経路を明らかにするため、神経伝達物質の受容体阻害薬や合成酵素阻害薬等を用いた薬理実験を行い、シグナル伝達経路の同定にも取り組んだ。その結果、神経細胞から血管平滑筋へ繋がるシグナル伝達には、一酸化窒素が重要であり、またアストロサイトによる血流動態の制御には、ノルアドレナリンが重要なシグナル分子であることが明らかとなった。脳血流制御機構は、中枢神経系による情報処理に深く関わるばかりでなく、血流制御の破綻は、さまざまな疾患に関与することが知られている。このため、本研究で得られたアストロサイトと神経細胞による脳血流制御機構についての新しい知見は、病態の解明や治療法の開発にもつながる重要な知見である。

研究成果

• [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 / 国際共著
• [雑誌論文] Promising techniques to illuminate neuromodulatory control of the cerebral cortex in sleeping and waking states (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda T, Ohyama K, Muramoto H, Kitajima N, Sekiya H
  • 雑誌名: Neurosci. Res. 巻: 118 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.04.009
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whisker experience-dependent mGluR signaling maintains synaptic strength in the mouse adolescent cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Kubota J, Mikami Y, Kanemaru K, Sekiya H, Okubo Y, Iino M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 44(3) ページ: 2004-2014
  • DOI: 10.1111/ejn.13285
  • 査読あり
• [学会発表] In vivo imaging analysis of astrocytic neuroprotective effects in cerebral infarction (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Kenji Takikawa, Kaname Sato, Miki Takagi, Nami Kitajima, Toshiko Yamazawa, Hirokazu Sakamoto, Shigeyuki Namiki, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Kenzo Hirose, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [学会発表] Astrocytes mediate blood flow regulation conducted by the locus coeruleus (2017)
  • 著者名/発表者名: Nami Kitajima, Hiroshi Sekiya, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール(長崎県長崎市)
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-15
• [学会発表] Cerebral blood flow regulation by the locus coeruleus via astrocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Nami Kitajima, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第21回グリア研究会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
  • 年月日: 2016-12-03 – 2016-12-03
• [学会発表] アストロサイトを介した青斑核による脳血流制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関谷 敬、北島 奈美、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第26回日本循環薬理学会
  • 発表場所: 信州大学医学部附属病院(長野県松本市)
  • 年月日: 2016-12-02 – 2016-12-02
• [学会発表] 生体内Ca2+イメージングによるアストロサイトの脳血流制御機構解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 北島 奈美、関谷 敬、金丸 和典、田中 謙二、飯野 正光
  • 学会等名: 第64回BloodVesselClub
  • 発表場所: 東京大学医学部3号館(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-07-25 – 2016-07-25
• [学会発表] In vivo visualization of the glial assembly: Techniques and applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Sekiya, Nami Kitajima, Kazunori Kanemaru, Kenji F. Tanaka, Masamitsu Iino
  • 学会等名: 第3回グリアアセンブリWorkshop
  • 発表場所: 山形国際ホテル(山形県山形市)
  • 年月日: 2016-07-15 – 2016-07-15
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科細胞分子薬理学教室 Website
  • URL: http://calcium.cmp.m.u-tokyo.ac.jp/index.html