【研究領域課題番号】19H04460 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

音響パルス / 極短音響パルス / マウス / 脳 / 細胞内Ca2+濃度 / アストロサイト / 細胞内Ca2+濃度上昇

【研究成果の概要】

脳にある神経細胞を刺激して脳の神経活動を調整するニューロモジュレーションを実現する技術として，脳深部まで刺激でき，かつ非侵襲な音響刺激法に期待が掛かっている．しかしながら，脳にある神経細胞を再現性良く応答させることを実現できてない．そこで本研究は，極短音響パルスのエネルギ流束に依存して脳にある神経細胞が応答するか検証し，細胞応答により副作用なくマウスの運動反応が誘発されるのか検証し，極短音響パルスによるニューロモジュレーションを実証することを目的とする．
２年目は，マウス脳で細胞内Ca2+濃度を計測する系と，マウス脳へ極短音響パルスを照射する系とを組み合わせた．それらが互いに物理的ならびに光学的に干渉しないよう，組み合わせの条件を最適化させた．さらに，マウス脳における温度を一定に保つ装置を開発することにより，生理的な環境を再現しつつ，上記の２つの系と干渉しないようにした．また，超高速度カメラを正立顕微鏡に取り付け，高輝度の光源を照射することにより，マウス脳の表面において超高速撮影できるようにして，マウス脳の表面における高速な物理現象を撮像できる系も構築した．それらの結果，マウス脳へ極短音響パルスを照射してマウス脳で細胞内Ca2+濃度の上昇を確認し，その上昇に関わる物理現象も示唆されつつある．また，細胞内Ca2+濃度の上昇に関わるシグナル経路を明らかにする阻害実験も可能な状況となった．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】神経解剖学・神経病理学

【研究領域課題番号】16K07032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

標準脳 / テンプレート / Allen / brain / 関心領域 / MRI / fMRI / mouse / マウス / 脳 / アレン / ROI / BOLD / 解剖学的階層性

【研究成果の概要】

ヒト脳の磁気共鳴画像法（MRI）では脳座標へ脳領域名が対応した標準脳が存在する。しかしマウス脳には実用的なものが存在しない。関心領域（ROI）の設定が恣意的で、他の研究者のROIを再現できない。Allen研究所がマウス脳の3次元再構成データを2015年に公開した。本研究はこれをMRI解析で利用可能とすることを目的とした。その結果、柔軟なマウス標準脳を構築できた。研究目的に応じて脳領域総数を変更できる。アレン研究所が提供する遺伝子発現や神経投射データを利用して、新たなROIを構築できる。研究者間の共有が容易である。

【研究の社会的意義】

MRIを用いた脳研究では標準脳の整備が重要である。被験者ごとに異なる形態を示す脳の活動を比較するために用いるからである。ヒト脳ではこれが整備されているが、マウス脳では存在しなかった。本研究は脳部位数を柔軟に変更できるマウス標準脳の作成方法を構築した。研究目的ごとに最適な脳部位数を備えるマウス標準脳が利用可能となった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】環境生理学(含体力医学・栄養生理学)

【研究領域課題番号】24590307 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

性差 / 脳 / レトロトランスポゾン / 性的二型核 / マウス / エピジェネティクス

【研究成果の概要】

神経回路の性差は性行動や生殖生理等、性特有の機能の性差に結びつくのみならず、特定の疾患に対する罹患率の性差や環境要因に対する影響の感受性の性差を形成する基盤となる。様々な化学物質の曝露影響バイオマーカーとしてレトロトランスポゾンL1が知られているが、本研究では脳におけるその発現の性差について検討した。その結果、視索前野においてL1発現に性差がみられ、またそのL1発現の性差は環境因子と相互作用し変化する可能性が明らかとなった。今後はその発現がどのような機能的な性差に結びつくのか、より詳細に検討することにより脳の性分化機構の解明に少しでも近づけるように研究をすすめたい。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】臨床獣医学

【研究領域課題番号】17380185 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

イヌ / ネコ / マイクロアレイ / ネプリライシン / βアミロイド / MPTP / 脳 / プリオンモデル / マウス / ウシ / パーキンソン病モデル / BSEモデル / 老化 / 神経幹細胞アポトーシス / 犬 / 猫

【研究成果の概要】

エラー!ヒトの神経系関連遺伝子マイクロアレイを用いて犬の脳における遺伝子発現を網羅的に調べた。老齢犬で発現量が増加した遺伝子にGFAP、CNPase、p35などが、発現減少または無変化であったものにはAPP、Tauがあった。
イヌとネコの脳についてNeprilysin(Nep)の発現と活性、β-Amyloid(Aβ)沈着を検索した。イヌ・ネコともに、Nepは大脳皮質では弱い発現が、線条体・黒質では強い発現が認められた。Nep活性値はイヌ、ネコとも『線体>大脳皮質>大脳白質・海馬』の順で高かった。イヌの線条体で加齢によるNep活性の滅少傾向がみられたが、他の部位では発現・活性ともに年齢差はなかった。Aβ沈着の程度と頻度はイヌ、ネコともに加齢にともなって増加した。イヌとネコではAβの沈着時期および形態は、これまで考えられていたより類似していた。両種の寿命がほぼ同じであることから、脳の老化速度もほぼ同一である可能性が考えられた。
パーキンソン病の動物モデルであるMPTP投与マウスで、病態発現の系統差をしらべた。黒質-線条体におけるチロシンハイドロキシラーゼ(HT)の発現量はC57BLマウスでHT発現が重度に低下したが、BALB/cマウスでは低下しなかった。非近交系の1CRマウスでは一部の個体がHT低下を示した。MPTP投与パーキンソン病モデルマウスでは病態の発現に単一の遺伝子が関与している可能性が示された。
マウスおよびウシのGFP癒合βアミロイド(GFP-Abeta)を大量に作製した。これらのGFP-Abetaを離乳前後のマウスとウシにそれぞれ経口投与した。いずれの動物種でもGFP-betaは胃で分解されることなく空回腸に達し、絨毛の吸収上皮から取り込まれること、また、この取り込みは授乳期に顕著であることが明らかになった。本実験系はプリオン侵入経路研究のよいモデルになる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2007

【配分額】11,370千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 570千円)