Identity and circuit functions of glia engrams

神经胶质印迹的身份和电路功能

• 批准号: 21H02588
• 负责人: 長井 淳
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02588/
• 关键词: グリア; 脳; エングラム; アストロサイト; 神経; 行動; 回路

アストロサイトは哺乳類の中枢神経系にタイル状に存在するグリア細胞の一種であり、神経回路活動の入出力を制御する細胞として考えられている。しかし、行動中の動物におけるその活動パターン・分布や詳細な機能については未解明な点が多く残されている。本研究課題は，特定の記憶が形成された動物でのみ活性化するアストロサイト活動を補足し、操作することによって、グリアエングラムの存在とその意義を解明することを目的としている。この目的を達成するために、マウスやウイルスベクターを用いた遺伝学やアストロサイト特異的摂動法を基軸に、全脳イメージングや条件付け記憶アッセイを組み合わせた実験系を用いている。これにより、アストロサイト活動依存的に様々な外来遺伝子（蛍光蛋白質や光・薬理遺伝学プローブなど）を行動パラダイム特異的に発現誘導することができ、アストロサイトの詳細な形態とカルシウム動態の可視化、さらには光遺伝学・薬理遺伝学を駆使しての活動興奮・抑制の誘導などの遺伝学的神経活動操作を行うことが、世界で初めて可能となる。二年度目にあたる今年度では、昨年度に確立した全脳レベルのアストロサイト活動依存的な外来遺伝子発現誘導系を用いて、行動/状態特異的な全脳アストロサイト活動のマッピング行った。具体的には、恐怖条件づけ記憶の記銘及び想起の過程を伴うマウスモデルを用いた。その結果として、それぞれの行動/状態固有のアストロサイト活動分布が明らかになった。これらの知見は次年度に行うアストロサイト活動の摂動実験による機能解析の重要な基盤となる。

星形胶质细胞是瓷砖中哺乳动物中枢神经系统中存在的一种神经胶质细胞，被认为是控制神经回路活性的输入和输出的细胞。但是，许多不清楚的观点仍未清楚其活动模式，分布和行为动物的详细功能。该研究主题旨在通过补充和操纵星形胶质细胞活性来阐明Gliaengram的存在和意义，这仅在形成特定记忆的动物中激活。为了实现这种目标，使用小鼠和病毒载体的遗传学和星形胶质细胞特异性扰动方法，使用了结合全脑成像和条件记忆测定法的实验系统。 This allows for the development of various foreign genes (fluorescent proteins, photo and pharmacological genetic probes, etc.) to be specifically expressed in a behavioral paradigm-dependent manner, making it possible for the first time in the world to manipulate genetic neural activity, such as by visualizing the detailed morphology and calcium dynamics of astrocytes, and inducing activity excitation and suppression by using optogenetic and pharmacological genetics.今年，第二年，我们使用了去年建立的行为/州特异性全脑体形胶质细胞活性依赖的外国基因表达系统的行为/州特异性全脑体形胶质细胞活性特异性映射的整个大脑星形胶质细胞活动特异性映射。具体而言，使用了鼠标模型，该模型涉及恐惧调节记忆记忆和回忆的过程。结果，揭示了针对每个行为/状态的星形胶质细胞活性的分布。这些发现为下一个财政年度使用星形胶质细胞活性的扰动实验提供了功能分析的重要基础。

项目成果

アストロサイトGPCRシグナルを標的とした神経変性疾患治療の可能性.

通过靶向星形胶质细胞 GPCR 信号治疗神经退行性疾病的可能性。

• 发表时间: 2022
• 作者: Kengo Inada;Mitsue Hagihara;Kazuko Tsujimoto;Takaya Abe;Ayumu Konno;Hirokazu Hirai;Hiroshi Kiyonari;Kazunari Miyamichi;Jun Nagai
• 通讯作者: Jun Nagai

Manipulation tool developments to study behavioral consequences of astrocyte signaling in vivo

开发操纵工具来研究体内星形胶质细胞信号传导的行为后果

• 发表时间: 2021
• 作者: 阪口翔太;Seregin;A.P.;Marchuk;E.;Semple;J.;Pan;Li;Qiu;Y-X.;瀬戸口浩彰;牧雅之;陶山佳久;廣田峻;石川直子;Chernyagina;O.;Choi;H-J.;中臺亮介;重信秀治;山口勝司;伊藤元己;Jun Nagai
• 通讯作者: Jun Nagai

Behaviorally-specialized astrocyte ensembles.

行为专门的星形胶质细胞群体。

• 发表时间: 2022
• 作者: 阪口翔太;Seregin;A.P.;Marchuk;E.;Semple;J.;Pan;Li;Qiu;Y-X.;瀬戸口浩彰;牧雅之;陶山佳久;廣田峻;石川直子;Chernyagina;O.;Choi;H-J.;中臺亮介;重信秀治;山口勝司;伊藤元己;宮竹 貴久;Jun Nagai
• 通讯作者: Jun Nagai

Synaptic reorganization by astrocytes in matured brains

成熟大脑中星形胶质细胞的突触重组

• 发表时间: 2021
• 作者: Jun Nagai

Improved tools to dissect and manipulate astrocyte signaling: insights into cognition and emotion

改进的剖析和操纵星形胶质细胞信号传导的工具：对认知和情感的见解

• 发表时间: 2021
• 作者: Nomura Tadashi;Nagao Kohjiro;Shirai Ryo;Gotoh Hitoshi;Umeda Masato;Ono Katsuhiko;Jun Nagai
• 通讯作者: Jun Nagai