並列タイトル等ノウ ノ シンケイ カイロ キバン デアル サイボウ ハイチ ノ ヘンカ ニ ヨッテ ショウジル ビョウタイ ノ カイメイ
Nō no shinkei kairo kiban dearu saibō haichi no henka ni yotte shōjiru byōtai no kaimei
Analysis of the pathological mechanisms of changes in neuronal distributions in the brain
一般注記type:text
統合失調症や自閉症などの精神神経疾患の脳病理所見として、大脳皮質の神経細胞配置の変化が指摘されている。しかし、これまで、これらの神経細胞配置の変化は、あくまで脳の発生・発達期における障害の痕跡と捉えられ、神経細胞配置の変化それ自体の病態への関与は十分に検証されていない。本研究では、神経細胞配置の変化が、動物行動にどのような病的な影響を与えるのかを明らかにしようとした。
本年度、神経細胞配置の変化を検出するための鋭敏な方法として、FlashTag法の確立を行い、報告した。この方法は、神経細胞が移動を開始する脳室面に存在する細胞のみを可視化することができるため、これまで均一と思われていたマウス大脳新皮質の部位による移動度の違いを検出することができた。この方法を用いることで、今後、遺伝要員や環境要因による、微細な神経細胞配置の変化を明らかにすることができると期待される。また、正常のマウスの前頭前皮質に対して、部位特異的な遺伝子導入技術を用いて、蛍光タンパク質を発現するプラスミドと同時に、神経活動を操作するためのチャンネルロドプシン等を発現するプラスミドを導入した上で、光刺激を加え、動物行動への影響を観察した。その結果、正常のマウスにおいても、前頭前皮質での神経活動調節によって、動物の行動に変化が生じる可能性が示された。この知見について、論文化するための準備を進めた。
加えて、倫理委員会において申請が承認されたため、実際にヒトの死後脳組織を用いて、統合失調症患者と正常対照者の脳における、神経細胞配置の比較を開始した。また、これまでに得られたヒトとマウスの脳の発生過程の比較についての知見を俯瞰した総説を執筆した。これらの知見は、今後の研究で、発生過程における障害が想定されている精神神経疾患の病態に、神経細胞配置の変化がどのように関与するかを理解する上で、有用であると考えられる。
Abnormal neuronal cytoarchitectures have been reported as one of the neuropathological findings of neuropsychiatric disorders. However, the pathophysiological roles of these abnormal neuronal cytoarchitectures have not been fully understood. To understand them, we are investigating how these abnormal neuronal cytoarchitectures affect animal behaviors.
We developed and reported a Flash-Tag technology to detect abnormal neuronal cytoarchitectures sensitively (Yoshinaga et al., iScience, 2021). By using this technology, we revealed a regional difference in the migratory behaviors during mouse neocortical development, which will enable us to investigate the effect of genetic or environmental factors on brain development in detail.
We also prepared to report that light stimulation of transfected Channelrhodopsin 2 in the medial prefrontal cortex of intact mice affected some of animal behaviors. This finding will be useful to elucidate the pathophysiological roles of the abnormal neuronal cytoarchitectures.
Moreover, we started to compare the distribution of neurons in the brains of schizophrenia patients and control subjects. To understand the structures of the human brains, we have reviewed findings from the studies on development of the human and mouse neocortices (Kubo and Deguchi, J. Obstet. Gynaecol. Res., 2020). Those findings will also be useful to understand how abnormal neuronal cytoarchitectures play pathophysiological roles in neuropsychiatric disorders.
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）