成体脳における新生ニューロンの移動メカニズム解明と大脳皮質傷害の新規治療法開発

阐明新生神经元在成人大脑中的迁移机制并开发脑皮质损伤的新治疗方法

• 批准号: 22K15202
• 负责人: 松本 真実
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15202/
• 关键词: ニューロン移動; 脳室下帯; 細胞接着; 成体脳ニューロン新生

成体の脳内では、限られた領域において神経幹細胞から新しいニューロンが持続的に産生されている。これらの新生ニューロンは鎖状に連なって脳内を高速移動し、目的の領域に到達すると成熟し、脳機能の維持に寄与している。脳梗塞などの脳傷害の際にも、一部の新生ニューロンが正常な脳と同様に鎖状に連なって傷害部へと移動する。しかし、その機序の多くは未だ不明である。本研究では、新生ニューロンが鎖状に連なって移動する際のニューロン間の接着に着目し、新生ニューロンが接着しながら移動するメカニズムを解明するとともに、その移動メカニズムへの介入によって、成体大脳皮質傷害に対する新たな治療法の開発を目的とした。当該年度においては、正常脳および傷害脳内を移動する新生ニューロンの細胞接着の解析を行なった。具体的には連続ブロック走査型電子顕微鏡を使用し、正常脳内および傷害脳内を集団移動する新生ニューロンの細胞接着を三次元的に解析した。この三次元電子顕微鏡を用いた解析において、最も時間を要する電子顕微鏡画像から必要な情報を抽出するセグメンテーションや多くの知識や経験が求められる細胞種の判別の過程を効率よく行うため、AIを用いた細胞種判別およびセグメンテーションの自動化を試みた。次に、正常脳内および傷害脳内を移動する新生ニューロンの細胞接着がどのように制御されているかを調べるために、新生ニューロン間の細胞接着関連分子を調整する分子に着目し、その分子の発現解析を行った。さらに、新生ニューロンにおける細胞接着関連分子を調整する分子を調べるために、これらの分子の発現抑制実験を行った。これらの実験の結果から、傷害脳内を集団移動する新生ニューロンでは、細胞接着関連分子を調整する分子の発現が変化することで、細胞接着関連分子の発現が変化し、細胞間の接着状態に変化を生じていることが示唆された。

在成年大脑中，新神经元是由有限区域的神经干细胞连续产生的。这些新生神经元在链状链中迅速移动，当它们到达所需的区域时，它们成熟，有助于维持大脑功能。如果脑损伤（例如脑梗塞），一些新的神经元像正常的大脑一样移动到受伤的区域。但是，许多机制仍然未知。这项研究的重点是神经元以类似链的方式移动的神经元之间的粘附，并旨在阐明在执行粘附时新神经元移动的机制，并通过干预迁移机制来开发新的成人脑皮层损伤的新治疗方法。在这一年中，分析了通过正常和受伤的大脑迁移的新遗传神经元的细胞粘附。具体而言，使用连续的块扫描电子显微镜来分析新遗传神经元的细胞粘附，这些神经元以三维方式在正常和受伤的大脑内集体迁移。在使用三维电子显微镜的分析中，我们尝试使用AI自动化细胞类型的歧视和分割自动化，以便有效地执行从最耗时的电子显微镜图像中提取必要信息的过程，并区分需要大量知识和经验的细胞类型。接下来，为了调查在正常和受伤的大脑中移动的新遗传神经元的细胞粘附，我们集中于调节新遗传神经元之间细胞粘附相关的分子的分子，并分析了这些分子的表达。此外，为了研究调节新遗传神经元中细胞粘附相关分子的分子，我们进行了一项实验以抑制这些分子的表达。这些实验的结果表明，在迁移受伤大脑内种群的新遗传神经元中，调节细胞粘附相关分子的分子的表达会发生变化，从而导致细胞之间的粘附状态变化。

项目成果

ミクログリアによるフォスファチジルセリン依存的な成体新生ニューロンのシナプス貪食

小胶质细胞对成年新生神经元的磷脂酰丝氨酸依赖性突触吞噬作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 榑松千紘;澤田雅人;大村谷昌樹;田中基樹;久保山和哉;荻野崇;松本真実;大石久史;稲田浩之;石戸友梨;榊原悠紀菜;Huy Bang Nguyen;Truc Quynh Thai;高坂新一;大野伸彦;山田麻紀;浅井真人;曽我部正博;鍋倉淳一;浅野謙一;田中正人;澤本和延
• 通讯作者: 澤本和延

Synaptic pruning through glial synapse engulfment upon motor learning

运动学习时通过神经胶质突触吞噬进行突触修剪

• DOI: 10.1038/s41593-022-01184-5
• 发表时间: 2022
• 期刊: Nature Neuroscience
• 影响因子: 25
• 作者: Morizawa Yosuke M.;Matsumoto Mami;Nakashima Yuka;Endo Narumi;Aida Tomomi;Ishikane Hiroshi;Beppu Kaoru;Moritoh Satoru;Inada Hitoshi;Osumi Noriko;Shigetomi Eiji;Koizumi Schuichi;Yang Guang;Hirai Hirokazu;Tanaka Kohichi;Tanaka Kenji F.;Ohno Nobuhiko;Fukazawa
• 通讯作者: Fukazawa

成体脳傷害において集団移動するニューロンの細胞接着変化 Altered cell adhesion in collective neuronal migration in the adult injured brain

成人受伤大脑集体神经元迁移中细胞粘附的改变

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsumoto Mami;Wen Chentao;Nguyen Bang Huy;Thai Quynh Truc;Herranz-Perez Vicente;Sawada Masato;Garcia-Verdugo Manuel Jose;Seki Tatsunori;Kimura D.Koutarou;Ohno Nobuhiko;Sawamoto Kazunobu
• 通讯作者: Sawamoto Kazunobu

成体脳内を集団移動する新生ニューロンの細胞接着変化

在成人大脑中集体迁移的新生神经元细胞粘附的变化

• 发表时间: 2023
• 作者: Matsumoto Mami;Wen Chentao;Nguyen Bang Huy;Thai Quynh Truc;Herranz-Perez Vicente;Sawada Masato;Garcia-Verdugo Mannuel Jose;Seki Tatsunori;Kimura D. Koutarou;Ohno Nobuhiko;Sawamoto Kazunobu
• 通讯作者: Sawamoto Kazunobu

脳疾患の治療のための医薬組成物、ニューロンの移動促進剤およびその利用

药物组合物、神经元迁移促进剂及其在治疗脑部疾病中的用途

• 发表时间: 2022