脳の成熟度可塑性の理解と制御

理解和控制大脑成熟可塑性

• 批准号: 20H00522
• 负责人: 宮川 剛
• 金额: $ 28.7万
• 依托单位: Fujita Health University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00522/
• 关键词: 成熟可塑性; 海馬歯状回; クロマチン構造; 成熟度可塑性

本研究課題では、神経活動依存的な神経細胞の成熟度変化の分子基盤を明らかにすることを目的に、光遺伝学的技術を用いて海馬歯状回に神経過活動を誘導し、神経細胞の性質および機能の変化を調べた。前年度までに取得済みであった神経過活動を誘導した海馬歯状回組織のRNA-seqおよびATAC-seqデータを解析した結果、神経過活動によって海馬歯状回神経細胞の遺伝子発現パターンやクロマチンアクセス性が大規模かつ長期的に変化していたことに加え、クロマチンアクセス性の局所的な変化がその近傍の遺伝子発現に強く影響していることがわかった。さらに、神経過活動による成熟度変化に関わる分子パスウェイの推定結果から、成熟した神経細胞ではほとんど発現が見られない有糸分裂関連遺伝子の一部の発現が神経過活動によって増加しており、これらの遺伝子発現制御が成熟度可塑性に重要な役割を果たしていることが示唆された。また、神経過活動により分裂細胞の有糸分裂期に観察される核構造の変化と類似した現象が生じることがわかってきたが、このような有糸分裂期様の遺伝子発現が成熟度可塑性にどのような役割を果たしているのかを明らかにするため、有糸分裂期の誘導に必須と考えられている２つの分子（cyclin B1およびcyclin B2）を標的にin vivo遺伝子編集技術を用いて成体マウスの海馬歯状回でそれらの遺伝子を欠損するマウスを作製した。その結果、このマウスでは、神経過活動によるヒストンリン酸化の亢進や、クロモセンターの増大、成熟マーカーであるカルビンジンの低下などが抑制されていることがわかった。以上、本年度は、神経過活動による有糸分裂期様の遺伝子発現変化が、神経細胞の核構造変化や成熟度異常に重要な役割を果たしていることを示す結果が得られた。

This research topic で は, god 経 activity dependent な 経 cell の maturity - the molecular base plate を の Ming ら か に す る こ と を purpose に, light but 伝 learn technology を い て に the hippocampus 歯 gyrus 経 activity induced し を, god 経 cells の nature お よ の び function - the を adjustable べ た. Before the annual ま で に obtain 済 み で あ っ た 経 god live を induced し た 歯 gyrus and hippocampus tissue の RNA - seq お よ び ATAC - seq デ ー タ を parsing し た results, god 経 activity に よ っ て 歯 shape during the 経 hippocampus cell の heritage 伝 son 発 now パ タ ー ン や ク ロ マ チ ン ア ク セ ス sex が large-scale か つ long-term に variations change し て い た こ と に added え, ク ロ マ チ ン ア ク セ ス sex の bureau な variations change が そ の nearly alongside の posthumous son 伝 発 now strong に く influence し て い る こ と が わ か っ た. さ ら に, god 経 activity に よ る maturity - the に masato わ る molecular パ ス ウ ェ イ の constructive results か ら, mature し た god 経 cells で は ほ と ん ど 発 が now see ら れ な い have si split masato even heritage 伝 son の a の 発 が 経 god now live に よ っ て raised plus し て お り, こ れ ら の posthumous son 伝 発 now suppression が important な "を cut fruit maturity plasticity に た し て い Youdaoplaceholder0 る とが indicates された. ま た, god 経 activity に よ り splinter cell の have si divided period に 観 examine さ れ る の nuclear structure - the と similar し た phenomenon born が じ る こ と が わ か っ て き た が, こ の よ う な have si divided period others の posthumous son 伝 発 now が maturity plasticity に ど の よ う な "を cut fruit た し て い る の か を Ming ら か に す る た め, induction に must have si divided period の と え test ら れ て い る 2 つ の molecule (cyclin B1 お よ び cyclin B2) に を mark in vivo heritage 伝 compiling technology を child with い て adult マ ウ ス の で the hippocampus 歯 gyrus そ れ ら の heritage 伝 を son owe loss す る マ ウ ス を cropping し た. そ の results, こ の マ ウ ス で は, god 経 activity に よ る ヒ ス ト ン リ ン acidification の hyperthyroidism や, ク ロ モ セ ン タ ー の raised large, mature マ ー カ ー で あ る カ ル ビ ン ジ ン の low な ど が inhibit さ れ て い る こ と が わ か っ た. Above, this year's は, god 経 activity に よ る have si divided period others の posthumous son 伝 発 now - the が, god の 経 cell nuclear structure - や important な "を cut fruit maturity anomaly に た し て い る こ と を shown the result of す が ら れ た.

项目成果

Systematic analysis of brain lactate and pH levels in 73 animal models related to neuropsychiatric conditions

对 73 种与神经精神疾病相关的动物模型中的脑乳酸和 pH 水平进行系统分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Hideo Hagihara;Hirotaka Shoji;International Brain pH Project Consortium;and Tsuyoshi Miyakawa
• 通讯作者: and Tsuyoshi Miyakawa

Endogenous brain lactate response to social defeat stress to reduce anxiety in mice

内源性脑乳酸对社交失败压力的反应可减少小鼠的焦虑

• 发表时间: 2020
• 作者: Hideo Hagihara;Hirotaka Shoji;Yoshihiro Takamiya;Tsuyoshi Miyakawa
• 通讯作者: Tsuyoshi Miyakawa

Exploratory behavior is the most prominent dimension across many mouse strains- A large-scale analysis of behavioral phenotype.

探索行为是许多小鼠品系中最突出的维度——行为表型的大规模分析。

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoko Hattori;Giovanni Sala;Tsuyoshi Miyakawa
• 通讯作者: Tsuyoshi Miyakawa

Transcriptomic immaturity and gene expression change inducible by hyperexcitation are shared by patients with schizophrenia

精神分裂症患者共有转录组不成熟和过度兴奋诱导的基因表达变化

• 发表时间: 2020
• 作者: 村野友幸;萩原英雄;宮川剛
• 通讯作者: 宮川剛

Diffuse coding of multiple types of information in the dentate gyrus neurons

齿状回神经元中多种信息的扩散编码

• 发表时间: 2020
• 作者: 村野友幸;中島龍一;中尾章人;平田直;雨森智子;村上晃;神谷之康;山本純;宮川剛
• 通讯作者: 宮川剛