2021/06/18 更新

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カタオカ ナオヤ
片岡 直也
KATAOKA Naoya
所属
大学院医学系研究科 総合医学専攻 細胞科学 特任講師
職名
特任講師

学位 1

  1. 博士(農学) ( 2009年3月   鳥取大学 ) 

研究キーワード 4

  1. 交感神経

  2. 熱産生

  3. 褐色脂肪組織

  4. 心理ストレス

経歴 1

  1. 名古屋大学   統合生理学   特任講師

    2020年5月 - 現在

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    国名:日本国

    備考:高等研究院 心身相関病態研究ユニット ユニットリーダー

受賞 1

  1. 第22回 日本生理学会奨励賞

    2021年3月   日本生理学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞 

 

論文 10

  1. Metabolic flexibility via mitochondrial BCAA carrier SLC25A44 is required for optimal fever

    Yoneshiro Takeshi, Kataoka Naoya, Walejko Jacquelyn M., Ikeda Kenji, Brown Zachary, Yoneshiro Momoko, Crown Scott B., Osawa Tsuyoshi, Sakai Juro, McGarrah Robert W., White Phillip J., Nakamura Kazuhiro, Kajimura Shingo

    ELIFE   10 巻   2021年5月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.7554/eLife.66865

    Web of Science

    PubMed

  2. Lack of UCP1 stimulates fatty liver but mediates UCP1-independent action of beige fat to improve hyperlipidemia in Apoe knockout mice

    Kataoka Naoya, Takeuchi Tamaki, Kusudo Tatsuya, Li Yongxue, Endo Yuki, Yamashita Hitoshi

    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR BASIS OF DISEASE   1866 巻 ( 7 ) 頁: 165762   2020年7月

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  3. A central master driver of psychosocial stress responses in the rat

    Kataoka Naoya, Shima Yuta, Nakajima Keisuke, Nakamura Kazuhiro

    SCIENCE   367 巻 ( 6482 ) 頁: 1105 - +   2020年3月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1126/science.aaz4639

    Web of Science

    PubMed

  4. CREG1 stimulates brown adipocyte formation and ameliorates diet-induced obesity in mice

    Hashimoto Michihiro, Kusudo Tatsuya, Takeuchi Tamaki, Kataoka Naoya, Mukai Takako, Yamashita Hitoshi

    FASEB JOURNAL   33 巻 ( 7 ) 頁: 8069 - 8082   2019年7月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1096/fj.201802147RR

    Web of Science

    PubMed

  5. CREG1 promotes uncoupling protein 1 expression and brown adipogenesis in vitro

    Kusudo Tatsuya, Hashimoto Michihiro, Kataoka Naoya, Li Yongxue, Nozaki Aya, Yamashita Hitoshi

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY   165 巻 ( 1 ) 頁: 47 - 55   2019年1月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1093/jb/mvy083

    Web of Science

    PubMed

  6. Sympathoexcitation by hypothalamic paraventricular nucleus neurons projecting to the rostral ventrolateral medulla

    Koba Satoshi, Hanai Eri, Kumada Nao, Kataoka Naoya, Nakamura Kazuhiro, Watanabe Tatsuo

    JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON   596 巻 ( 19 ) 頁: 4581 - 4595   2018年10月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1113/JP276223

    Web of Science

    PubMed

  7. The lateral parabrachial nucleus, but not the thalamus, mediates thermosensory pathways for behavioural thermoregulation

    Yahiro Takaki, Kataoka Naoya, Nakamura Yoshiko, Nakamura Kazuhiro

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻 ( 1 ) 頁: 5031   2017年7月

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  8. A ventral medial prefrontal cortex-dorsomedial hypothalamus monosynaptic pathway that drives sympathetic stress responses

    Kataoka Naoya, Nakamura Kazuhiro

    FASEB JOURNAL   31 巻   2017年4月

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    記述言語:日本語  

    Web of Science

  9. Optogenetic stimulation of PVN-RVLM neurons increases sympathetic nerve activity in anesthetized rats

    Koba Satoshi, Hanai Eri, Kumada Nao, Kataoka Naoya, Nakamura Kazuhiro, Watanabe Tatsuo

    FASEB JOURNAL   31 巻   2017年4月

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    記述言語:日本語  

    Web of Science

  10. Determination of thermosensory pathways required for behavioural thermoregulation

    Yahiro Takaki, Kataoka Naoya, Nakamura Yoshiko, Nakamura Kazuhiro

    FASEB JOURNAL   31 巻   2017年4月

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    記述言語:日本語  

    Web of Science

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科研費 2

  1. 網羅的光観察技術を応用した心理ストレス反応の発現に関わる高次中枢神経回路の解明

    研究課題/研究課題番号:19K06954  2019年4月 - 2022年3月

    片岡 直也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    心理ストレスによるストレス反応を引き起こす神経回路基盤には未だ不明な点が多い。
    研究代表者は前頭前皮質より上位に位置する多数の神経核が複雑な神経ネットワークを形成し、相互に神経活動のバランスを制御することで心理ストレス反応の強弱を決定していると予想し、ストレス反応を惹起する腹側部と、抑制する背側部のそれぞれに入力する上位の神経ネットワークの全容を明らかにする。複数の脳領域で構成される神経回路ネットワーク全体のバランスを捉えるために、神経細胞の活動をin vivoで多点光計測するマルチファイバフォトメトリを導入し、ストレス反応と神経伝達路の活動相関を捉えることでストレス神経回路の全貌解明を目指す。
    心理ストレスは動悸や体温上昇といったストレス反応を引き起こすとともに、自律神経失調症や心因性発熱、心的外傷ストレス症候群(PTSD)の原因となる。しかしながら、心理ストレスによる反応や病態を引き起こす神経回路基盤には不明な点が多い。ストレス疾患の病態解明が進まない原因として、複雑な脳内ネットワークの解析が困難であることや、心理ストレスの種類や強度によってストレス疾患の表現型が様々に変化することが挙げられ、その解析の難しさに拍車をかけていると考えられる。
    研究代表者は心理ストレス反応を引き起こす神経経路の探索を行う中で、前頭前皮質腹側部(vmPFC)の神経細胞群が、ストレス信号を統合する視床下部背内側部(DMH)へストレス信号を伝えることで、心理ストレス性の交感神経反応を惹起することを見いだした。前頭前皮質の背側部(dmPFC)はこれまでストレス反応を抑制する脳領域であることが報告されており、背側部と腹側部でストレス反応に関わる役割が正反対であることが示唆された。研究代表者は、前頭前皮質より上位に位置する多数の神経核が複雑な神経ネットワークを形成し、相互に神経活動のバランスを制御することで心理ストレス反応の強弱を決定していると予想し、ストレス反応を惹起する腹側部と、ストレス反応を抑制する背側部のそれぞれに入力する上位の神経ネットワークの全容を明らかにする。複数の脳領域で構成される神経回路ネットワーク全体のバランスを捉えるために、神経細胞の活動をin vivoで多点光計測するマルチファイバフォトメトリを導入し、ストレス反応と神経伝達路の活動相関を捉えることでストレス神経回路の全貌解明を目指す。
    2019年度は、前頭前皮質へストレス信号を入力する脳領域の組織化学的同定を行う予定であった。vmPFCとdmPFCのそれぞれへ逆行性神経トレーサー(CTb)を注入してこれらの領域に投射する神経細胞群を標識した上で、ラットにストレスを与え、神経の活性化マーカーであるc-Fosの発現を調べ、ストレス信号を入力する上位脳領域を同定する計画であった。まず本実験では、vmPFCへCTbを注入したラットへ心理ストレスを与え、心理ストレス信号をvmPFCへ入力する脳領域の探索を行った。その結果、情動に関与する神経核やストレスホルモンの受容に関与する神経核などにおいてCTbでラベルされた神経細胞にc-Fosが発現していたことから、これらの脳領域が心理ストレス信号をmPFCへ入力していることが示唆された。引き続き、dmPFCへストレス信号を入力する脳領域の同定を行う。
    本研究計画では、マルチファイバフォトメトリのセットアップの構築も行った。当初、GCaMP6などの緑色蛍光Ca2+プローブの検出には、当研究室に設置済みのレーザー光源を用いる予定であったが、強い励起光では緑色蛍光Ca2+プローブによる神経活動の変化を観察する事が困難になることが明らかとなったことから、レーザー光源に換えて、より安価で光出力が弱いLED光源を採用し、装置へ組み込んでいる。現在、マルチファイバフォトメトリのセットアップを制御するためや、画像解析を行うためのMATLABスクリプトが一部正常に動作しないトラブルに見舞われている。今後は、改めてスクリプトの内容の確認と、各種デバイスとの接続を再確認することでファイバフォトメトリを正常に稼働させる。
    2020年度については、vmPFCへストレス信号を入力する神経核から、視床下部背内側部へ投射するvmPFCニューロン群への入力を調べるため、GCaMP6mを発現させるAAVrgをvmPFCへ注入し、jRGECO1(赤色Ca2+プローブ)を発現させるAAVrgをDMHにも注入することで、DMHへ投射するvmPFCニューロン群とvmPFCの上位の脳領域の両方の神経活動を同時計測する。現在構築しているマルチファイバフォトメトリのセットアップはGCaMP6mの計測に特化しているため、GCaMP6mが発現している神経細胞の活動しか観察することが出来ない。そこで本研究では、GCaMP6mとjRGECO1の同時記録を可能にするため、カメラと光ファイバーの間にイメージスプリッターを導入し、カメラへ2色の蛍光を別々に半分に分けて投影する。このイメージスプリッター内部へ光ファイバーから得られた蛍光を分離する光学フィルターを導入することで、GCaMP6mとjRGECO1の2色の神経活動の変化を同時に取得し解析をおこなう。得られた神経活動の時系列データの相互相関係数(r)を元にシャフリング解析を行い、神経細胞間の接続関係を調べる。さらに、vmPFCからDMHの神経伝達の他にdmPFCからDMHへの神経伝達も知られている。今後はdmPFCにおいてもvmPFCと同様に上位の脳領域の解析を行い、vmPFCへ入力する脳領域との違いを明らかにする。そして、これらの解析から得られた結果をとりまとめ、成果の発表を行う。

  2. ストレス情動記憶の想起による体温上昇メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:16K19006  2016年4月 - 2019年3月

    片岡 直也

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    強い心理ストレスは情動記憶として扁桃体へ記憶される。負の情動記憶は条件刺激によって想起されると、動悸や体温上昇といったストレス反応を引き起こし、急性ストレス疾患や心的外傷ストレス症候群の原因ともなる。研究代表者は、社会的敗北ストレスを受けたラットが翌日以降もストレスを受けていないにもかかわらず同じ時間に褐色脂肪熱産生が亢進し、体温が上昇する生理反応を見出した。この反応は心理ストレス記憶を想起した結果と考えられ、本研究では、この想起性ストレス熱産生反応を駆動する脳の神経回路を明らかにするために、光遺伝学の手法を取り入れ、ストレス性熱産生を惹起する視床下部背内側部への神経回路の解明を行った。
    心理ストレスによって生じる体温上昇や血圧の変化といった生理反応は、野生動物が天敵に狙われた際に、脳や筋肉を温める事で身体能力を向上させて生存に有利に働かせるといった意義がある。さらに、以前に経験した危険な状況(場所・時間など)では再び同じような危険に遭遇する可能性が高いことから、忌まわしい記憶を呼び起こし、追体験までしてストレス性の体温上昇を惹起させ、速やかに危険を回避出来るようにしているものと考えられる。このような負の想起記憶によって自律生理反応が惹起される現象の中枢神経回路機構は解析されておらず、本研究で得られる知見は、生物の生き残り戦略のメカニズムの新たな解明に寄与することが期待される。