Developement of detection and analysis of brain circuit E/I imbalance induced by chemical exposure using membrane potential imaging

使用膜电位成像检测和分析化学暴露引起的脑回路 E/I 失衡的进展

基本信息

批准号：
21H03606
负责人：
冨永貴志
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tokushima Bunri University
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

環境中の化学物質による遅発性の脳機能障害の早期の網羅的検出方法の確立を目標としている。検出法として膜電位イメージング法を用い、神経回路の興奮(E)・抑制(I)への過剰な傾き(E/I 不均衡, E/I imbalance)を定量する手法を確立しようとしている。試験化学物質としてビスフェノール A(BPA)、 BPA 代替化合物、BPA 関連化合物を用いた。この研究はほぼ終了し、投稿準備中である。この研究を進めている間に問題となったのが、海馬回路の主要な3シナプスをイメージングする際に、刺激電極を移動し、さらには視野を調整して計測するために時間がかかることであった。現在、２台の全く同様に組み立てたイメージングリグを並列して動かすことで１匹のマウスから得られるデータを増やしているが、得られるデータに限りがあった。これを解決するために、光学系を微調整しマウス海馬の全体がちょうど1視野に収まる様に改造するとともに、マイクロマニピュレーターを増設し、さらには刺激回路をマイクロマニピュレーターで切り替えられる装置を作成した。これらのことにより、ほぼ、全自動で1スライスからのデータを取得することができる様になり、実験の精度が格段に上がった。これらのデータは他の病態モデルマウス（脳梗塞モデル）や老齢マウスへの適用で期待通りの効果を上げている。これらのマウスでも、本研究で中心的な課題としている過剰興奮が病態の中心的な役割を果たしていることを明らかにしつつある。BPA類の影響に関しては、現在、胎生期から離乳までの発生発達期の投与の遅発影響を定量しようとしている。原著論文は6件で、内1件はバルプロ酸暴露動物の検証、2件は毒性分野の論文である。学会発表は16件で内2件は米国ウッズホール海洋生物研究所（MBL)で開催された光計測に関する比較的クローズドなシンポジウムでの発表である。

目的是建立一种早期综合的方法，用于检测由环境化学物质引起的晚发脑功能障碍。使用膜电位成像作为检测方法，我们正在尝试建立一种方法来量化神经回路过多的斜率（E/I不平衡）以激发（E）和抑制（i）。双足A（BPA），替代性BPA化合物和与BPA相关的化合物用作测试化学物质。这项研究快要完成了，目前正准备提交。在这项研究中，当成像海马电路的三个主要突触时，就会发生问题，这花费了时间来移动刺激电极，甚至调整并测量视场。当前，两个相同组装的成像钻机平行移动以增加从一只鼠标获得的数据量，但是可用的数据量有限。为了解决此问题，光学系统进行了微调和修改，以将整个鼠标海马拟合到一个视野中，并添加了微型操纵器，并且可以使用微型操纵器来切换刺激电路的设备。这些结果允许几乎完全自动获取一个切片的数据，从而显着提高了实验的准确性。当应用于其他病理模型（脑梗塞模型）和老年小鼠时，这些数据已达到了预期效应。同样清楚的是，这是这项研究的核心问题过多的激发在这些小鼠的病理学中起着核心作用。关于BPA的影响，我们目前正在尝试量化从胎儿生命到断奶的发育发育期间给药的延迟影响。有六篇原始论文，其中一篇是暴露于丙戊酸的动物的测试，其中2个在毒性领域。在伍兹洞海洋生物学研究所（MBL）举行的相对封闭的光线测量专题讨论会上，有16个会议演讲。

项目成果

期刊论文数量（40）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Membrane Potential Imaging with Voltage-sensitive Dye (VSD) for Long-term Recording

使用电压敏感染料 (VSD) 进行膜电位成像以进行长期记录

DOI：
10.2142/biophys.61.404
发表时间：
2021
期刊：
Seibutsu Butsuri
影响因子：
0
作者：
TOMINAGA Takashi;KAJIWARA Riichi;TOMINAGA Yoko
通讯作者：
TOMINAGA Yoko

Exposure to bisphenol A or its phenolic analogs during early life induces different types of anxiety-like behaviors after maturity in male mice

DOI：
10.2131/jts.48.211
发表时间：
2023-01-01
期刊：
JOURNAL OF TOXICOLOGICAL SCIENCES
影响因子：
2
作者：
Sasakil，Takahiro;Saitoz，Hirokatsu;Tanemura，Kentaro
通讯作者：
Tanemura，Kentaro

Cortical oscillations in entorhinal and perirhinal cortices imaged with voltage-sensitive dye in slice preparations of mice

使用电压敏感染料在小鼠切片制剂中成像的内嗅和鼻周皮质的皮质振荡

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
冨永貴志;冨永洋子;梶原利一
通讯作者：
梶原利一

電位感受性色素（VSD）による全神経回路活動計測の開発：海馬スライス標本へのビスフェノールA関連物質の急性投与

使用电压敏感染料（VSD）进行全神经回路活动测量的开发：将双酚A相关物质急性施用到海马切片制剂中

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
冨永貴志;竹歳麻紀子;種村健太郎;冨永洋子
通讯作者：
冨永洋子

バクロフェンはラット体性感覚野におけるカフェイン依存性神経オシレーションを弱化する

巴氯芬减弱大鼠体感皮层咖啡因依赖性神经元振荡

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
金山宏幸1,2;福田嵩子1;冨永貴志3;冨永洋子3;加藤伸郎4;吉村弘
通讯作者：
吉村弘

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冨永貴志其他文献

瀬戸内海河口干潟域で検出される殺虫剤の濃度と海産甲殻類に対するリスク評価

濑户内海河口滩涂区农药浓度检测及海洋甲壳类动物风险评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
山本融;尾嶋大喜;多田篤史;田之上優;黒川直弘;窪田剛志;高橋弘雄;岸本泰司;冨永貴志;羽野健志・伊藤克敏・大久保信幸・伊藤真奈・佐藤琢・菅谷琢磨・阪地英男・高島景・関谷真一
通讯作者：
羽野健志・伊藤克敏・大久保信幸・伊藤真奈・佐藤琢・菅谷琢磨・阪地英男・高島景・関谷真一