【研究領域課題番号】19K06944 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

視床網様核 / 光ファイバー測光装置 / カルシウム / ヒゲ刺激 / マウス / ゆらぎ / シリコンプローブ / 遺伝子改変マウス / 光ファイバー蛍光観察 / 電気生理学

【研究成果の概要】

脳神経細胞の活動応答は、同一の感覚刺激に対しても試行毎にゆらぐ。このゆらぎは情報処理の効率を低下させる「ノイズ」だと想定されている。本研究では、マウスのヒゲ刺激に対して大脳皮質神経細胞が示す応答振幅のゆらぎが「ノイズ」ではなく、申請者が発見した視床網様核（TRN）の新規集団振動活動によって能動的に生み出されている可能性を検証した。申請者は「光ファイバー蛍光測定装置」を開発し、Ca2+感受性蛍光蛋白質がTRNに発現する遺伝子改変マウスへ適用した。その結果、TRNの低周波数振動活動は大脳皮質の特定部位の揺らぎ活動と相関していることを見つけた。

【研究の社会的意義】

脳情報処理の効率を低下させると言われる神経活動応答のゆらぎを、実は脳がTRNを介して積極的に作り出しているとの仮説検証に取り組んだ。得られた結果は仮説を支持するものであり、ゆらぎを能動的に活用する新しい情報処理機構を示唆して脳理論研究への波及効果を期待できる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】19H03321 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カルシウム / シナプス伝達 / 長期増強 / 海馬 / 遺伝子改変マウス / シナプス可塑性 / 遺伝子改変 / マウス

【研究成果の概要】

中枢神経系のシナプス前終末およびシナプス後細胞におけるカルシウムストアからのカルシウムイオンの放出に関与すると考えられる機能分子Xの役割を解明するために、シナプス前終末およびシナプス後細胞特異的に分子Xを欠損する遺伝子改変マウスを作出し、急性海馬スライス標本を作製して、電気生理学的解析を行った。その結果、シナプス前終末特異的変異マウスでは、海馬CA1領域において、低頻度持続刺激に対する興奮性シナプス応答に変化がみられ、シナプス小胞のリサイクリイング動態に異常があることがわかった。また、シナプス後細胞特異的変異マウスでは、長期増強が減弱することを見出した。

【研究の社会的意義】

小胞体からのカルシウムの放出がシナプス伝達やシナプス可塑性にどのように関与するかという報告はこれまでにあまりなかったが、シナプス部位特異的変異マウスを作製して電気生理学的な解析を進めることで、その重要性の一端を解明することができた。また、細胞内でのカルシウム放出の異常がハンチントン病やアルツハイマー病、パーキンソン病に関与するとされているが、この成果はこれらの精神神経疾患の病因解明のための基礎データを提供できるものと考える。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究領域課題番号】18H04026 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発癌 / 脱分化 / 細胞初期化 / 発がん / エピジェネティクス / がん / 細胞老化 / マウスモデル / エンハンサー / 肉腫 / iPS細胞 / リプログラミング / 遺伝子改変マウス / reprogramming / kras / mouse / epigenetics / pancreatic cancer / iPS / エピゲノム

【研究成果の概要】

がん細胞では、正常由来細胞の特徴を失い、しばしば個体発生過程の前駆細胞に類似した性質を示す。しかしながら、この「細胞脱分化」が発がんの「原因」の一つなのか、単に「結果」なのかについては、明らかにされていなかった。本研究では、リプログラミング技術とマウスの発生工学を駆使した先進的なマウスモデルを作製し、積極的に細胞脱分化を誘導した。発がんモデルと組み合わせることで、脱分化が実際に発がんの原因となることを実験的に示した。

【研究の社会的意義】

我が国の死因の約1/3はがんによる。なかでも膵癌は有効な治療法がなく最も予後が悪いがんである。本研究では、膵癌発生の新たなメカニズムを提唱した。また、がんの原因は遺伝子変異の蓄積であると考えられているが、本研究により、遺伝子配列の異常のみならず周囲環境の変化に応じたエピゲノム制御の変化が非常に重要であることを示した。さらに、細胞の脱分化に関わるエピゲノムを標的としたがん治療の可能性を提示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】16H05494 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

皮膚 / 再生 / 胎仔 / twist2 / 再生医学 / マウス / 再生医療 / 遺伝子改変マウス

【研究成果の概要】

マウス胎生13日までの胎仔に作成した創傷は、瘢痕を残すことなく完全に再生し、胎生15日以降に作成した創傷は、肌理は再生せず、また真皮が線維化し瘢痕を残して治癒する。創傷作成後の組織切片からレーザーマイクロダイセクションとマイクロアレイを用いて詳細に発現遺伝子の比較を行い、再生を促すあるいは瘢痕形成を起こさせる因子の絞り込みを行った。　同時に皮膚が完全に再生するマウス胎生１３日の創傷部位に特異的に発現が認められたtwist2のノックアウトマウスを購入し、飼育して繁殖させ、これらの妊娠マウスを使用し、胎生13日および胎生15日胎仔マウスに創傷を作成し、創傷作成後の創閉鎖、形態の変化を調べた。

【研究の社会的意義】

本研究により、マウス胎仔皮膚再生に関与する分子が、皮膚の再生に関与している可能性が示唆された。今後、これらを操作することで、瘢痕を抑制する分子の開発につながる可能性が示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】26860730 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨髄異形成症候群 / 急性骨髄性白血病 / 遺伝子改変マウス / U2AF1 / 癌 / 内科 / 血液腫瘍学 / マウス

【研究成果の概要】

骨髄異形成症候群で高頻度に認められるU2AF1 S34F変異の機能を検討するために、U2af1 S34F変異条件的ノックインマウスの解析を行った。当初、FLEXスイッチによる条件的ノックインマウスを作成したが、Vav1-cre・Mx-creマウスとの交配で、十分な当該遺伝子座の組換えおよびU2af1変異アレルの発現が認めらなかった。また、造血組織における各造血細胞系列における表現型の違いも認めなかった。そのため、U2af1変異アレル発現を改善するために、変異を入れたエクソンの5'側にloxPに挟まれたSTOP配列を挿入した条件的ノックインマウスを新たに作成した。現在、本マウスの解析中である。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】神経生理学・神経科学一般

【研究領域課題番号】25430011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

光遺伝学 / fMRI / ChR2 / 遺伝子改変マウス / マウス / オプトジェネティクス / 機能的MRI / 海馬 / in vivo

【研究成果の概要】

本研究課題では、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証した。海馬CA1錘体神経細胞に光感受性陽イオンチャネル（ChR2）が発現している遺伝子改変マウスを用いて、全脳活動を機能的MRI（fMRI）装置で計測している最中に、海馬の背側あるいは腹側へ光照射することで海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域を特定した。この結果、海馬の背側と腹側とを活性化した時に応答する脳領域群が異なることを見出した。さらに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動への応答の大きさとは必ずしも対応しないことを見つけた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】20700289 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子 / 細胞神経科学 / 大脳皮質 / 遺伝子改変マウス / 低分子量Gタンパク質 / Rac / マウス

【研究成果の概要】

アミノ酸配列の相同性が極めて高いRac1とRac3を区別して解析するために、エピトープタグをRac3に付加したノックインマウスの作製を行った。このマウスを用いて、発達期の脳におけるRac1およびRac3の発現パターンを解析し、Rac3が発達期の脳において一過的な発現パターンを示すことを明らかにすることができた。また、Rac3の相互作用因子をプロテオミクス手法を用いて網羅的に解析した。その結果、活性化型Rac3特異的に結合し、精神遅滞の原因として知られているタンパク質を同定することができた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】18100003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

情動 / NMDA受容体 / 精神神経疾患 / 遺伝子改変マウス / 扁桃体 / 海馬 / シナプス可塑性 / リン酸化 / 線条体 / グルタミン酸受容体 / 長期増強 / マウス / シナプス伝達 / うつ病 / 電気生理学 / 脳・神経 / 脳神経疾患 / 行動学 / 遺伝子 / 生理学 / シナブス伝達

【研究成果の概要】

情動の分子基盤を明らかにするために、おもに遺伝子改変マウスを用いて機能解析を進めた。扁桃体や海馬に発現するグルタミン酸受容体の一種であるNMDA受容体や生理活性物質である神経ペプチド、アセチルコリン、コルチコトロピン放出因子などのシナプス伝達や可塑性あるいは高次脳機能における役割を明らかにした。また、新たなタイプのシナプス可塑性を発見した。さらに、歯状回におけるシナプス可塑性の抑制性調節の詳細な機構を解明した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2006 - 2010

【配分額】109,460千円 (直接経費: 84,200千円、間接経費: 25,260千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】16108003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受精 / 体細胞初期化 / 卵巣特異的遺伝子 / 卵母細胞の死滅 / 卵母細胞の生存促進 / 卵子 / 卵胞 / ヒアルロン酸 / CD44 / マクロファージ / VEGF / GDF-9 / マウス / ミニブタ体細胞クローン / 遺伝子改変マウス / Cx43 / アポトーシス / Oct4 / 受精能 / 卵胞発育 / 卵胞閉鎖 / CD44 antigen glycosylation / 未成熟卵子凍結保存法(SWEID) / Connexin 43 / TAP発現ベクター / GDF-9遺伝子 / 体細胞初期化能 / ミトコンドリア置換 / FLIP / iRNA法 / ES細胞 / ギャップ結合構成コネクシン遺伝子

【研究成果の概要】

1個体からの受精可能卵子の大量生産を目標として卵子の細胞分化・死滅の調節系の解明を行い、新規調節因子を同定するとともに、これを踏まえ受精能・体細胞初期化能高発現卵子生産などの技術を開発した。さらに、直径70μm未満のマウス卵胞卵子由来の産子や家畜ブタ体外成熟卵子をレシピエントとする体細胞ミニブタ作出に成功した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2004 - 2008

【配分額】104,520千円 (直接経費: 80,400千円、間接経費: 24,120千円)