2023/04/28 更新

写真a

ワケ ヒロアキ
和氣 弘明
WAKE Hiroaki
所属
大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学 教授
大学院担当
大学院医学系研究科
学部担当
医学部 医学科
職名
教授

学位 1

  1. 医学博士 ( 2007年3月   名古屋市立大学 ) 

研究キーワード 6

  1. 脳梗塞

  2. 神経-グリア相関

  3. 生体

  4. ミクログリア

  5. シナプス

  6. 2光子励起顕微鏡

研究分野 5

  1. ライフサイエンス / 医療薬学

  2. ライフサイエンス / 神経科学一般

  3. ライフサイエンス / 神経科学一般

  4. ライフサイエンス / 神経科学一般

  5. ライフサイエンス / 生理学

経歴 2

  1. 名古屋大学   分子細胞学   教授

    2019年11月 - 現在

  2. 神戸大学   大学院医学研究科   教授

    2016年4月 - 2019年10月

学歴 1

  1. 名古屋市立大学 大学院医学研究科博士課程生体情報機能制御医学専攻修了

    - 2007年3月

受賞 1

  1. 神戸大学優秀若手研究賞・学長賞

    2017年   神戸大学   高次脳機能の解明と操作に光を当てる

    和氣 弘明

 

論文 45

  1. Microglia enable cross-modal plasticity by removing inhibitory synapses. 国際誌

    Hashimoto A, Kawamura N, Tarusawa E, Takeda I, Aoyama Y, Ohno N, Inoue M, Kagamiuchi M, Kato D, Matsumoto M, Hasegawa Y, Nabekura J, Schaefer A, Moorhouse AJ, Yagi T, Wake H

    Cell reports     頁: 112383 - 112383   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112383

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  2. CD206(+) macrophages transventricularly infiltrate the early embryonic cerebral wall to differentiate into microglia.

    Hattori Y, Kato D, Murayama F, Koike S, Asai H, Yamasaki A, Naito Y, Kawaguchi A, Konishi H, Prinz M, Masuda T, Wake H, Miyata T

    Cell reports   42 巻 ( 2 ) 頁: 112092 - 112092   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Cell Reports  

    The relationships between tissue-resident microglia and early macrophages, especially their lineage segregation outside the yolk sac, have been recently explored, providing a model in which a conversion from macrophages seeds microglia during brain development. However, spatiotemporal evidence to support such microglial seeding in situ and to explain how it occurs has not been obtained. By cell tracking via slice culture, intravital imaging, and Flash tag-mediated or genetic labeling, we find that intraventricular CD206+ macrophages, which are abundantly observed along the inner surface of the mouse cerebral wall, frequently enter the pallium at embryonic day 12. Immunofluorescence of the tracked cells show that postinfiltrative macrophages in the pallium acquire microglial properties while losing the CD206+ macrophage phenotype. We also find that intraventricular macrophages are supplied transepithelially from the roof plate. This study demonstrates that the “roof plate→ventricle→pallium” route is an essential path for microglial colonization into the embryonic mouse brain.

    DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112092

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  3. Myelinated axon as a plastic cable regulating brain functions. 国際誌

    Sugio S, Kato D, Wake H

    Neuroscience research   187 巻   頁: 45 - 51   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neuroscience Research  

    Each oligodendrocyte (OC) forms myelin approximately in around 10 different axons to coordinate information transfer by regulating conduction velocity in the central nervous system (CNS). In the classical view, myelin has been considered a static structure that rarely turns over under healthy conditions because myelin tightly holds axons by their laminar complex structure. However, in recent decades, the classical views of static myelin have been renewed with pioneering studies that showed plastic changes in myelin throughout life with new experiences, such as the acquisition of new motor skills and the formation of memory. These changes in myelin regulate conduction velocity to optimize the temporal pattern of neuronal circuit activity among distinct brain regions associated with skill learning and memory. Here, we introduce pioneering studies and discuss the implications of plastic myelin on neural circuits and brain function.

    DOI: 10.1016/j.neures.2022.11.002

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  4. Microglia states and nomenclature: A field at its crossroads. 国際誌

    Paolicelli RC, Sierra A, Stevens B, Tremblay ME, Aguzzi A, Ajami B, Amit I, Audinat E, Bechmann I, Bennett M, Bennett F, Bessis A, Biber K, Bilbo S, Blurton-Jones M, Boddeke E, Brites D, Brône B, Brown GC, Butovsky O, Carson MJ, Castellano B, Colonna M, Cowley SA, Cunningham C, Davalos D, De Jager PL, de Strooper B, Denes A, Eggen BJL, Eyo U, Galea E, Garel S, Ginhoux F, Glass CK, Gokce O, Gomez-Nicola D, González B, Gordon S, Graeber MB, Greenhalgh AD, Gressens P, Greter M, Gutmann DH, Haass C, Heneka MT, Heppner FL, Hong S, Hume DA, Jung S, Kettenmann H, Kipnis J, Koyama R, Lemke G, Lynch M, Majewska A, Malcangio M, Malm T, Mancuso R, Masuda T, Matteoli M, McColl BW, Miron VE, Molofsky AV, Monje M, Mracsko E, Nadjar A, Neher JJ, Neniskyte U, Neumann H, Noda M, Peng B, Peri F, Perry VH, Popovich PG, Pridans C, Priller J, Prinz M, Ragozzino D, Ransohoff RM, Salter MW, Schaefer A, Schafer DP, Schwartz M, Simons M, Smith CJ, Streit WJ, Tay TL, Tsai LH, Verkhratsky A, von Bernhardi R, Wake H, Wittamer V, Wolf SA, Wu LJ, Wyss-Coray T

    Neuron   110 巻 ( 21 ) 頁: 3458 - 3483   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neuron  

    Microglial research has advanced considerably in recent decades yet has been constrained by a rolling series of dichotomies such as “resting versus activated” and “M1 versus M2.” This dualistic classification of good or bad microglia is inconsistent with the wide repertoire of microglial states and functions in development, plasticity, aging, and diseases that were elucidated in recent years. New designations continuously arising in an attempt to describe the different microglial states, notably defined using transcriptomics and proteomics, may easily lead to a misleading, although unintentional, coupling of categories and functions. To address these issues, we assembled a group of multidisciplinary experts to discuss our current understanding of microglial states as a dynamic concept and the importance of addressing microglial function. Here, we provide a conceptual framework and recommendations on the use of microglial nomenclature for researchers, reviewers, and editors, which will serve as the foundations for a future white paper.

    DOI: 10.1016/j.neuron.2022.10.020

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  5. Evaluation and Manipulation of Neural Activity using Two-Photon Holographic Microscopy. 国際誌

    Kato D, Quan X, Tanisumi Y, Guo Z, Morita M, Takiguchi T, Matoba O, Wake H

    Journal of visualized experiments : JoVE   2022 巻 ( 187 )   2022年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Visualized Experiments  

    Recent advances in optical bioimaging and optogenetics have enabled the visualization and manipulation of biological phenomena, including cellular activities, in living animals. In the field of neuroscience, detailed neural activity related to brain functions, such as learning and memory, has now been revealed, and it has become feasible to artificially manipulate this activity to express brain functions. However, the conventional evaluation of neural activity by two-photon Ca2+ imaging has the problem of low temporal resolution. In addition, manipulation of neural activity by conventional optogenetics through the optic fiber can only simultaneously regulate the activity of neurons with the same genetic background, making it difficult to control the activity of individual neurons. To solve this issue, we recently developed a microscope with a high spatiotemporal resolution for biological applications by combining optogenetics with digital holographic technology that can modify femtosecond infrared laser beams. Here, we describe protocols for the visualization, evaluation, and manipulation of neural activity, including the preparation of samples and operation of a two-photon holographic microscope (Figure 1). These protocols provide accurate spatiotemporal information on neural activity, which may be useful for elucidating the pathogenesis of neuropsychiatric disorders that lead to abnormalities in neural activity.

    DOI: 10.3791/64205

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  6. Border-associated macrophages transventricularly infiltrate the early embryonic cerebral wall to differentiate into microglia

    Yuki Hattori, Daisuke Kato, Futoshi Murayama, Sota Koike, Yu Naito, Ayano Kawaguchi, Hiroaki Wake, Takaki Miyata

        2022年7月

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    出版者・発行元:Cold Spring Harbor Laboratory  

    Summary

    The relationships between microglia and macrophages, especially their lineage segregation outside the yolk sac, have been recently explored, providing a model in which a conversion from macrophages seeds microglia during brain development. However, spatiotemporal evidence to support such microglial seeding and to explain how it occurs has not been obtained. By cell tracking via slice culture, intravital imaging, and Flash tag-mediated labeling, we found that a group of intraventricular macrophages belonging to border-associated macrophages (BAMs), which were abundantly observed along the inner surface of the mouse cerebral wall at embryonic day 12, frequently entered the brain wall. Immunohistochemistry of the tracked cells showed that postinfiltrative BAMs acquired microglial properties while losing a macrophage phenotype. We also found that the intraventricular BAMs were supplied transepithelially from the roof plate. Thus, this study demonstrates that the “roof plate→ventricle→cerebral wall” route is an essential path for microglial colonization into the embryonic mouse brain.

    DOI: 10.1101/2022.07.27.501563

  7. Controlled activation of cortical astrocytes modulates neuropathic pain-like behaviour. 国際誌

    Takeda I, Yoshihara K, Cheung DL, Kobayashi T, Agetsuma M, Tsuda M, Eto K, Koizumi S, Wake H, Moorhouse AJ, Nabekura J

    Nature communications   13 巻 ( 1 ) 頁: 4100 - 4100   2022年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    Chronic pain is a major public health problem that currently lacks effective treatment options. Here, a method that can modulate chronic pain-like behaviour induced by nerve injury in mice is described. By combining a transient nerve block to inhibit noxious afferent input from injured peripheral nerves, with concurrent activation of astrocytes in the somatosensory cortex (S1) by either low intensity transcranial direct current stimulation (tDCS) or via the chemogenetic DREADD system, we could reverse allodynia-like behaviour previously established by partial sciatic nerve ligation (PSL). Such activation of astrocytes initiated spine plasticity to reduce those synapses formed shortly after PSL. This reversal from allodynia-like behaviour persisted well beyond the active treatment period. Thus, our study demonstrates a robust and potentially translational approach for modulating pain, that capitalizes on the interplay between noxious afferents, sensitized central neuronal circuits, and astrocyte-activation induced synaptic plasticity.

    DOI: 10.1038/s41467-022-31773-8

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  8. Lighting up cosmic neuronal networks with transformative in vivo calcium imaging. 国際誌

    Murayama M, Wake H

    Neuroscience research   179 巻   頁: 1 - 2   2022年6月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Neuroscience Research  

    DOI: 10.1016/j.neures.2022.04.007

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  9. Holographic microscope and its biological application 国際誌

    Quan Xiangyu, Kato Daisuke, Daria Vincent, Matoba Osamu, Wake Hiroaki

    NEUROSCIENCE RESEARCH   179 巻   頁: 57 - 64   2022年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neuroscience Research  

    Holographic structured illumination combined with optogenetics enables patterned stimulation of neurons and glial cells in an intact living brain. Moreover, in vivo functional imaging of cellular activity with recent advanced microscope technologies allows for visualization of the cellular responses during learning, emotion and cognition. Integrating these techniques can be used to verify the link between cell function and behavior output. However, there are technical limitations to stimulate multiple cells with high spatial and temporal resolution with available techniques of optogenetic stimulation. Here, we summarized a two-photon microscope combined with holographic system to stimulate multiple cells with high spatial and temporal resolution for living mice and their biological application.

    DOI: 10.1016/j.neures.2021.10.012

    Web of Science

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  10. A Piezo1/KLF15/IL-6 axis mediates immobilization-induced muscle atrophy. 国際誌

    Hirata Y, Nomura K, Kato D, Tachibana Y, Niikura T, Uchiyama K, Hosooka T, Fukui T, Oe K, Kuroda R, Hara Y, Adachi T, Shibasaki K, Wake H, Ogawa W

    The Journal of clinical investigation   132 巻 ( 10 ) 頁: 1 - 13   2022年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Clinical Investigation  

    Although immobility is a common cause of muscle atrophy, the mechanism underlying this causality is unclear. We here show that Krüppel-like factor 15 (KLF15) and IL-6 are upregulated in skeletal muscle of limb-immobilized mice and that mice with KLF15 deficiency in skeletal muscle or with systemic IL-6 deficiency are protected from immobility-induced muscle atrophy. A newly developed Ca2+ bioimaging revealed that the cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]i) of skeletal muscle is reduced to below the basal level by immobilization, which is associated with the downregulation of Piezo1. Acute disruption of Piezo1 in skeletal muscle induced Klf15 and Il6 expression as well as muscle atrophy, which was prevented by antibodies against IL-6. A role for the Piezo1/KLF15/IL-6 axis in immobility-induced muscle atrophy was validated in human samples. Our results thus uncover a paradigm for Ca2+ signaling in that a decrease in [Ca2+]i from the basal level triggers a defined biological event.

    DOI: 10.1172/JCI154611

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  11. Elucidation of the neurological effects of clothianidin exposure at the no-observed-adverse-effect level (NOAEL) using to-photon microscopy in vivo imaging

    Nishi Misaki, Sugio Shouta, Hirano Tetsushi, Kato Daisuke, Wake Hiroaki, Shoda Asuka, Murata Midori, Ikenaka Yoshinori, Tabuchi Yoshiaki, Mantani Youhei, Yokoyama Toshifumi, Hoshi Nobuhiko

    JOURNAL OF VETERINARY MEDICAL SCIENCE   84 巻 ( 4 ) 頁: 585 - 592   2022年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Veterinary Medical Science  

    Neonicotinoid pesticides (NNs) cause behavioral abnormalities in mammals, raising concerns about their effects on neural circuit activity. We herein examined the neurological effectof the NN clothianidin (CLO) by in vivo Ca2+ imaging using two-photon microscopy. Mice were fed the no-observed-adverse-effect-level (NOAEL) dose of CLO for 2 weeks and their neuronal activity in the primary somatosensory cortex (S1) was observed weekly for 2 weeks. CLO exposure caused a sustained influx of Ca2+ in neurons in the S1 2/3 layers, indicating hyperactivation of neurons. In addition, microarray gene expression analysis suggested the induction of neuroinflammation and changes in synaptic activity. These results demonstrate that exposure to the NOAEL dose of CLO can overactivate neurons and disrupt neuronal homeostasis.

    DOI: 10.1292/jvms.22-0013

    Web of Science

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    CiNii Research

  12. Ca2+ imaging with two-photon microscopy to detect the disruption of brain function in mice administered neonicotinoid insecticides 国際誌

    Hirai Anri, Sugio Shouta, Nimako Collins, Nakayama Shouta M. M., Kato Keisuke, Takahashi Keisuke, Arizono Koji, Hirano Tetsushi, Hoshi Nobuhiko, Fujioka Kazutoshi, Taira Kumiko, Ishizuka Mayumi, Wake Hiroaki, Ikenaka Yoshinori

    SCIENTIFIC REPORTS   12 巻 ( 1 ) 頁: 5114 - 5114   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    Neonicotinoid pesticides are a class of insecticides that reportedly have harmful effects on bees and dragonflies, causing a reduction in their numbers. Neonicotinoids act as neuroreceptor modulators, and some studies have reported their association with neurodevelopmental disorders. However, the precise effect of neonicotinoids on the central nervous system has not yet been identified. Herein, we conducted in vivo Ca2+ imaging using a two-photon microscope to detect the abnormal activity of neuronal circuits in the brain after neonicotinoid application. The oral administration of acetamiprid (ACE) (20 mg/kg body weight (BW) in mature mice with a quantity less than the no-observed-adverse-effect level (NOAEL) and a tenth or half of the median lethal dose (LD50) of nicotine (0.33 or 1.65 mg/kg BW, respectively), as a typical nicotinic acetylcholine receptor (nAChR) agonist, increased anxiety-like behavior associated with altered activities of the neuronal population in the somatosensory cortex. Furthermore, we detected ACE and its metabolites in the brain, 1 h after ACE administration. The results suggested that in vivo Ca2+ imaging using a two-photon microscope enabled the highly sensitive detection of neurotoxicant-mediated brain disturbance of nerves.

    DOI: 10.1038/s41598-022-09038-7

    Web of Science

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-022-09038-7

  13. 生理的・病理的脳におけるミクログリアのシナプス・血管への役割

    和氣 弘明

    日本薬理学会年会要旨集   95 巻 ( 0 ) 頁: 3-S31-3   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬理学会  

    <p>Microglia are the sole immune responding cells in the central nervous system. Their role as neuro-immune cells in the pathogenesis of various neurodegenerative and infectious diseases of the brain have been extensively studied. In addition to the pathological function of microglia, recent developments in molecular probes and optical imaging in vivo have revealed that microglia are highly motile cell in the healthy brain, extending and retracting their process that extend from a largely stationary cell soma. We used in vivo two photon microscopy to reveal their physiological and pathological function on synapse and vessels. We particularly showed the functional consequence of microglial contact on synapse and vessels to indicate their role in neurological or psychiatric brain. </p><p>In this session, we will show 1. Microglial regulation of blood brain barrier, 2. Microglial role for cross modal plasticity that indicate their pathological role in schizophrenia. </p><p></p>

    DOI: 10.1254/jpssuppl.95.0_3-s31-3

    CiNii Research

  14. 健康社会の創成と国際連携に向けた多次元脳・生体イメージングセンターの構築

    和氣 弘明

    日本薬理学会年会要旨集   95 巻 ( 0 ) 頁: 2-S17-2   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬理学会  

    <p>Visualization (or &quot;Understanding&quot; or &quot;Researchinto&quot;) of physiological and pathological phenomena has taken a leapforward by recent advanced optical bio imaging technique. Traditionally,physiological phenomena including cell division, cell function, moleculartransport and cell death were detected by biochemical methods. However, thisinformation lacked high resolution spatial and temporal information. Usingrecent optical techniques, both spatial and temporal information can beintegrated across the molecular, cellular and systems levels that allow us tofurther investigate the hierarchical interaction of brain systems thatultimately reveal the pathological mechanism. In this session, we will discussthe current and potential future state of the construction of bio-imagingcenter, and will further discuss by understanding hierarchical physiologicalsystem that leads to the creation of healthy society.</p>

    DOI: 10.1254/jpssuppl.95.0_2-s17-2

    CiNii Research

  15. ミクログリアによるシナプス制御

    和氣 弘明, 橋本 明香里

    ファルマシア   58 巻 ( 9 ) 頁: 858 - 861   2022年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 日本薬学会  

    アルツハイマー型認知機能障害、自閉スペクトラム症、統合失調症などの多岐にわたる疾患において、神経回路を決定するシナプスの異常を認める。近年の光学技術の発達に伴い、脳の免疫細胞であるミクログリアが、健常時、発達期、病態期の様々な場面で、シナプスと直接の接触を繰り返し、その新生、除去、維持、活動の制御などの多岐にわたる役割を果たすことが解明されてきた。本稿では、ミクログリアとシナプスに関する最新の知見をまとめ、今後の疾患研究への展望について議論する。

    DOI: 10.14894/faruawpsj.58.9_858

    CiNii Research

  16. [Microglial Regulation of Blood Brain Barrier, the Neuro-Immunological Interface].

    Ikegami A, Wake H

    Brain and nerve = Shinkei kenkyu no shinpo   73 巻 ( 8 ) 頁: 913 - 919   2021年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:株式会社医学書院  

    DOI: 10.11477/mf.1416201861

    PubMed

    CiNii Research

  17. [A New Outlook on Mental Disorders: Pathological Dynamics of Glial Cells].

    Arioka Y, Kato D, Wake H, Ozaki N

    Brain and nerve = Shinkei kenkyu no shinpo   73 巻 ( 7 ) 頁: 787 - 794   2021年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:株式会社医学書院  

    DOI: 10.11477/mf.1416201836

    PubMed

    CiNii Research

  18. Myelin plasticity modulates neural circuitry required for learning and behavior 国際誌

    Kato Daisuke, Wake Hiroaki

    NEUROSCIENCE RESEARCH   167 巻   頁: 11 - 16   2021年6月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neuroscience Research  

    Oligodendrocytes, which form the myelin sheaths that insulate axons, regulate conduction velocity. Myelinated axons make up the brain's white matter and contribute to the efficiency of information processing by regulating the timing of neural activity. Traditionally, it has been thought that myelin is a static, inactive insulator around the axon. However, recent studies in humans using magnetic resonance imaging have shown that structural changes in the white matter occur during learning and training, suggesting that 1) white matter change depends on neural activity and 2) activity-dependent changes in white matter are essential for learning and behavior. Furthermore, suppression of oligodendrocytes and their progenitor cells leads to deficits in motor learning and remote fear memory consolidation, suggesting a causal relationship between glial function and the learning process. However, for technical reasons, it remains unclear how myelin-generating glia modulate neural circuitry and what underlying mechanisms they employ to affect learning and behavior. Recent advances in optical and genetic techniques have helped elucidate this mechanism. In this review, we highlight evidence that neural activities regulated by myelin plasticity play a pivotal role in learning and behavior and provide further insight into possible therapeutic targets for treating diseases accompanied by myelin impairment.

    DOI: 10.1016/j.neures.2020.12.005

    Web of Science

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  19. Pain induces stable, active microcircuits in the somatosensory cortex that provide a therapeutic target 国際誌

    Okada Takuya, Kato Daisuke, Nomura Yuki, Obata Norihiko, Quan Xiangyu, Morinaga Akihito, Yano Hajime, Guo Zhongtian, Aoyama Yuki, Tachibana Yoshihisa, Moorhouse Andrew J., Matoba Osamu, Takiguchi Tetsuya, Mizobuchi Satoshi, Wake Hiroaki

    SCIENCE ADVANCES   7 巻 ( 12 ) 頁: eabd8261 - eabd8261   2021年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Science Advances  

    Sustained neuropathic pain from injury or inflammation remains a major burden for society. Rodent pain models have informed some cellular mechanisms increasing neuronal excitability within the spinal cord and primary somatosensory cortex (S1), but how activity patterns within these circuits change during pain remains unclear. We have applied multiphoton in vivo imaging and holographic stimulation to examine single S1 neuron activity patterns and connectivity during sustained pain. Following pain induction, there is an increase in synchronized neuronal activity and connectivity within S1, indicating the formation of pain circuits. Artificially increasing neuronal activity and synchrony using DREADDs reduced pain thresholds. The expression of N-type voltage-dependent Ca2+ channel subunits in S1 was increased after pain induction, and locally blocking these channels reduced both the synchrony and allodynia associated with inflammatory pain. Targeting these S1 pain circuits, via inhibiting N-type Ca2+ channels or other approaches, may provide ways to reduce inflammatory pain.

    DOI: 10.1126/sciadv.abd8261

    Web of Science

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  20. Novel in vivo imaging method to evaluate "Don't eat me" signal of tumor against microglia 査読有り 国際誌

    Tsuji Takahiro, Wake Hiroaki, Shindo Mariko, Yamazoe Masatoshi, Ajimizu Hitomi, Yasuda Yuto, Funazo Tomoko, Yoshida Hironori, Sakamori Yuichi, Kim Young Hak, Katoh Daisuke, Ozasa Hiroaki, Hirai Toyohiro

    CANCER SCIENCE   112 巻   頁: 193 - 193   2021年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  21. 二光子顕微鏡を用いた、ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストによる脳機能障害の検出

    平井 杏梨, 杉尾 翔太, Collins NIMAKO, 中山 翔太, 加藤 恵介, 高橋 圭介, 有薗 幸司, 平野 哲史, 星 信彦, 藤岡 一俊, 平 久美子, 石塚 真由美, 和氣 弘明, 池中 良徳

    日本毒性学会学術年会   48.1 巻 ( 0 ) 頁: P-37E   2021年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本毒性学会  

    <p>Neonicotionoid pesticides are insecticides which have been thought to be one of the causes of Colony Collapse Disorder. They were considered to be less toxic to mammals than insects, but some of the recent studies suggested their association with disruption of higher brain fuction in mammals. Nevertheless, it is still unclear how neonicotionoids affect on the central nervous system. Here, we propose the use of in vivo Ca<sup>2+</sup> imaging with two-photon microscope to detect abnormal activity of neuronal circuits in brain with the application of neonicotionoids.</p><p>In this study, a less than the no-observed-adverse-effect level (NOAEL) of acetamiprid (20 mg/kg bw); and a tenth or half of the median lethal doses of nicotine (0.33 or 1.65 mg/kg bw respectively) were orally administered to mice. They were subjected to elevated plus maze test and Ca<sup>2+</sup> imaging by two-photon microscope in the somatosensory cortex. We further detected acetamiprid and metabolites in brain and blood an hour after the administration.</p><p>Mice exposed to acetamiprid or nicotine exhibited an increase in anxiety-like behavior that associated with the altered activities of the neuronal population in the somatosensory cortex. Although the dose of acetamiprid used in the current study was below the NOAEL, both acetamiprid and nicotine affected the behavior and the neuronal activity in the somatosensory cortex. The results suggested that in vivo Ca<sup>2+</sup> imaging using two-photon microscope enabled highly sensitive detection of brain neurodisruption by neurotoxicants.</p>

    DOI: 10.14869/toxpt.48.1.0_p-37e

    CiNii Research

  22. An alternative method to control and monitor neural activity in 2 photon imaging

    Xiangyu Quan, Daisuke Kato, Hiroaki Wake, Yasuhiro Awatsuji, Osamu Matoba

    Optics InfoBase Conference Papers     2021年

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    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  23. Maternal immune activation induces sustained changes in fetal microglia motility 査読有り 国際誌

    Ozaki Kana, Kato Daisuke, Ikegami Ako, Hashimoto Akari, Sugio Shouta, Guo Zhongtian, Shibushita Midori, Tatematsu Tsuyako, Haruwaka Koichiro, Moorhouse Andrew J., Yamada Hideto, Wake Hiroaki

    SCIENTIFIC REPORTS   10 巻 ( 1 ) 頁: 21378 - 21378   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    Maternal infection or inflammation causes abnormalities in brain development associated with subsequent cognitive impairment and in an increased susceptibility to schizophrenia and autism spectrum disorders. Maternal immune activation (MIA) and increases in serum cytokine levels mediates this association via effects on the fetal brain, and microglia can respond to maternal immune status, but consensus on how microglia may respond is lacking and no-one has yet examined if microglial process motility is impaired. In this study we investigated how MIA induced at two different gestational ages affected microglial properties at different developmental stages. Immune activation in mid-pregnancy increased IL-6 expression in embryonic microglia, but failed to cause any marked changes in morphology either at E18 or postnatally. In contrast MIA, particularly when induced earlier (at E12), caused sustained alterations in the patterns of microglial process motility and behavioral deficits. Our research has identified an important microglial property that is altered by MIA and which may contribute to the underlying pathophysiological mechanisms linking maternal immune status to subsequent risks for cognitive disease.

    DOI: 10.1038/s41598-020-78294-2

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  24. Negative feedback control of neuronal activity by microglia 査読有り 国際誌

    Badimon Ana, Strasburger Hayley J., Ayata Pinar, Chen Xinhong, Nair Aditya, Ikegami Ako, Hwang Philip, Chan Andrew T., Graves Steven M., Uweru Joseph O., Ledderose Carola, Kutlu Munir Gunes, Wheeler Michael A., Kahan Anat, Ishikawa Masago, Wang Ying-Chih, Loh Yong-Hwee E., Jiang Jean X., Surmeier D. James, Robson Simon C., Junger Wolfgang G., Sebra Robert, Calipari Erin S., Kenny Paul J., Eyo Ukpong B., Colonna Marco, Quintana Francisco J., Wake Hiroaki, Gradinaru Viviana, Schaefer Anne

    NATURE   586 巻 ( 7829 ) 頁: 417 - +   2020年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature  

    Microglia, the brain’s resident macrophages, help to regulate brain function by removing dying neurons, pruning non-functional synapses, and producing ligands that support neuronal survival1. Here we show that microglia are also critical modulators of neuronal activity and associated behavioural responses in mice. Microglia respond to neuronal activation by suppressing neuronal activity, and ablation of microglia amplifies and synchronizes the activity of neurons, leading to seizures. Suppression of neuronal activation by microglia occurs in a highly region-specific fashion and depends on the ability of microglia to sense and catabolize extracellular ATP, which is released upon neuronal activation by neurons and astrocytes. ATP triggers the recruitment of microglial protrusions and is converted by the microglial ATP/ADP hydrolysing ectoenzyme CD39 into AMP; AMP is then converted into adenosine by CD73, which is expressed on microglia as well as other brain cells. Microglial sensing of ATP, the ensuing microglia-dependent production of adenosine, and the adenosine-mediated suppression of neuronal responses via the adenosine receptor A1R are essential for the regulation of neuronal activity and animal behaviour. Our findings suggest that this microglia-driven negative feedback mechanism operates similarly to inhibitory neurons and is essential for protecting the brain from excessive activation in health and disease.

    DOI: 10.1038/s41586-020-2777-8

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  25. ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストによるシグナル毒性と2光子顕微鏡を用いた検出手法の開発

    平井 杏梨, 杉尾 翔太, 池中 良徳, Collins Nimako, 中山 翔太, 星 信彦, 和氣 弘明, 石塚 真由美

    The Journal of Toxicological Sciences   45 巻 ( Suppl. ) 頁: S86 - S86   2020年6月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本毒性学会  

  26. Transient microglial absence assists postmigratory cortical neurons in proper differentiation 査読有り 国際誌

    Hattori Yuki, Naito Yu, Tsugawa Yoji, Nonaka Shigenori, Wake Hiroaki, Nagasawa Takashi, Kawaguchi Ayano, Miyata Takaki

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 ) 頁: 1631 - 1631   2020年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    In the developing cortex, postmigratory neurons accumulate in the cortical plate (CP) to properly differentiate consolidating subtype identities. Microglia, despite their extensive surveying activity, temporarily disappear from the midembryonic CP. However, the mechanism and significance of this absence are unknown. Here, we show that microglia bidirectionally migrate via attraction by CXCL12 released from the meninges and subventricular zone and thereby exit the midembryonic CP. Upon nonphysiological excessive exposure to microglia in vivo or in vitro, young postmigratory and in vitro-grown CP neurons showed abnormal differentiation with disturbed expression of the subtype-associated transcription factors and genes implicated in functional neuronal maturation. Notably, this effect is primarily attributed to interleukin 6 and type I interferon secreted by microglia. These results suggest that “sanctuarization” from microglia in the midembryonic CP is required for neurons to appropriately fine-tune the expression of molecules needed for proper differentiation, thus securing the establishment of functional cortical circuit.

    DOI: 10.1038/s41467-020-15409-3

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  27. YAP1 mediates survival of ALK-rearranged lung cancer cells treated with alectinib via pro-apoptotic protein regulation 査読有り 国際誌

    Tsuji Takahiro, Ozasa Hiroaki, Aoki Wataru, Aburaya Shunsuke, Funazo Tomoko Yamamoto, Furugaki Koh, Yoshimura Yasushi, Yamazoe Masatoshi, Ajimizu Hitomi, Yasuda Yuto, Nomizo Takashi, Yoshida Hironori, Sakamori Yuichi, Wake Hiroaki, Ueda Mitsuyoshi, Kim Young Hak, Hirai Toyohiro

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 ) 頁: 74 - 74   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-019-13771-5

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  28. Motor learning requires myelination to reduce asynchrony and spontaneity in neural activity 査読有り 国際誌

    Kato Daisuke, Wake Hiroaki, Lee Philip R., Tachibana Yoshihisa, Ono Riho, Sugio Shouta, Tsuji Yukio, Tanaka Yasuyo H., Tanaka Yasuhiro R., Masamizu Yoshito, Hira Riichiro, Moorhouse Andrew J., Tamamaki Nobuaki, Ikenaka Kazuhiro, Matsukawa Noriyuki, Fields R. Douglas, Nabekura Junichi, Matsuzaki Masanori

    GLIA   68 巻 ( 1 ) 頁: 193 - 210   2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:GLIA  

    Myelination increases the conduction velocity in long-range axons and is prerequisite for many brain functions. Impaired myelin regulation or impairment of myelin itself is frequently associated with deficits in learning and cognition in neurological and psychiatric disorders. However, it has not been revealed what perturbation of neural activity induced by myelin impairment causes learning deficits. Here, we measured neural activity in the motor cortex during motor learning in transgenic mice with a subtle impairment of their myelin. This deficit in myelin impaired motor learning, and was accompanied by a decrease in the amplitude of movement-related activity and an increase in the frequency of spontaneous activity. Thalamocortical axons showed variability in axonal conduction with a large spread in the timing of postsynaptic cortical responses. Repetitive pairing of forelimb movements with optogenetic stimulation of thalamocortical axon terminals restored motor learning. Thus, myelin regulation helps to maintain the synchrony of cortical spike-time arrivals through long-range axons, facilitating the propagation of the information required for learning. Our results revealed the pathological neuronal circuit activity with impaired myelin and suggest the possibility that pairing of noninvasive brain stimulation with relevant behaviors may ameliorate cognitive and behavioral abnormalities in diseases with impaired myelination.

    DOI: 10.1002/glia.23713

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  29. ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストによるシグナル毒性と2光子顕微鏡を用いた検出手法の開発

    平井 杏梨, 杉尾 翔太, 池中 良徳, Nimako COLLINS, 中山 翔太, 星 信彦, 和氣 弘明, 石塚 真由美

    日本毒性学会学術年会   47.1 巻 ( 0 ) 頁: P-4S - 4S   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本毒性学会  

    <p> 一部の化学物質は脳内の受容体に作用する事で細胞内、細胞間における情報伝達を攪乱する“シグナル毒性”を示し、予期せぬ影響を引き起こす。特に脳機能は神経細胞やグリア細胞間の複雑なシグナルネットワークが形成されており、このネットワークの攪乱は、シグナル毒性のクリティカルなエンドポイントになり得ると考えられる。しかし、シグナル毒性を起因とする“脳機能の攪乱”は、細胞死やそれに伴う脳組織変性を伴わない場合が多く、現行の神経毒性試験法では検出不可能である。そこで、本研究では、ニコチン性アセチルコリン受容体 (nAChR)のアゴニストであるネオニコチノイド(NNs)およびニコチンをモデル化合物とし、体性感覚野における神経細胞の活動変化を2光子顕微鏡で検出する事で、シグナル毒性に伴う脳機能の攪乱を検出する事を目的とした。</p><p> まず、C57BL/6Nマウスを用い、アセタミプリド(ACE)をマウスの最小毒性量である20 mg/kgとなるように経口投与し、経時的に採血を行い、LC/MSを用いてACEおよびその代謝産物の血中濃度を定量した。また、ACEを20 mg/kgおよび7.1 mg/kgとなるように経口投与し、投与1時間後にオープンフィールド試験および高架式十字迷路試験をそれぞれ行った。さらに、C57BL/6JマウスにACEを30 mg/kgおよび典型的なnAChRアゴニストであるニコチンをLD50の半分の濃度(1.6 mg/kg)となるように経口投与し、2光子顕微鏡を用いて、体性感覚野における神経細胞の活動を経時的に観察した。</p><p> 結果について、ACEのTmaxは約25分で、主要な代謝産物であるdm-ACEでは約150分であった。ACE投与の1時間後には、マウスの活動性は抑制され、不安様行動が増加した。また、体性感覚野において、ACE投与1時間後および2時間半後に神経細胞の発火頻度が減少し、同期発火が増加した。ニコチン投与直後および30分後には、発火頻度が減少傾向を示し、同期発火が増加した。本結果は、脳神経活動の変化が行動の変化の原因であることを示唆する結果であった。</p>

    DOI: 10.14869/toxpt.47.1.0_p-4s

    CiNii Research

  30. Dual microglia effects on blood brain barrier permeability induced by systemic inflammation 査読有り 国際誌

    Haruwaka Koichiro, Ikegami Ako, Tachibana Yoshihisa, Ohno Nobuhiko, Konishi Hiroyuki, Hashimoto Akari, Matsumoto Mami, Kato Daisuke, Ono Riho, Kiyama Hiroshi, Moorhouse Andrew J., Nabekura Junichi, Wake Hiroaki

    NATURE COMMUNICATIONS   10 巻 ( 1 ) 頁: 5816 - 5816   2019年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    Microglia survey brain parenchyma, responding to injury and infections. Microglia also respond to systemic disease, but the role of blood–brain barrier (BBB) integrity in this process remains unclear. Using simultaneous in vivo imaging, we demonstrated that systemic inflammation induces CCR5-dependent migration of brain resident microglia to the cerebral vasculature. Vessel-associated microglia initially maintain BBB integrity via expression of the tight-junction protein Claudin-5 and make physical contact with endothelial cells. During sustained inflammation, microglia phagocytose astrocytic end-feet and impair BBB function. Our results show microglia play a dual role in maintaining BBB integrity with implications for elucidating how systemic immune-activation impacts neural functions.

    DOI: 10.1038/s41467-019-13812-z

    Web of Science

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    PubMed

  31. Oral splint ameliorates tic symptoms in patients with tourette syndrome 査読有り 国際誌

    Murakami Jumpei, Tachibana Yoshihisa, Akiyama Shigehisa, Kato Takafumi, Taniguchi Aya, Nakajima Yoshiaki, Shimoda Mao, Wake Hiroaki, Kano Yukiko, Takada Masahiko, Nambu Atsushi, Yoshida Atsushi

    MOVEMENT DISORDERS   34 巻 ( 10 ) 頁: 1577 - 1578   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/mds.27819

    Web of Science

    PubMed

  32. Regulation of myelin structure and conduction velocity by perinodal astrocytes (vol 115, pg 11832, 2018)

    Dutta Dipankar J., Woo Dong Ho, Lee Philip R., Pajevic Sinisa, Bukalo Olena, Huffman William C., Wake Hiroaki, Basser Peter J., SheikhBahaei Shahriar, Lazarevic Vanja, Smith Jeffrey C., Fields R. Douglas

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   116 巻 ( 25 ) 頁: 12574 - 12574   2019年6月

  33. Microglia: Lifelong modulator of neural circuits 査読有り 国際誌

    Ikegami Ako, Haruwaka Koichiro, Wake Hiroaki

    NEUROPATHOLOGY   39 巻 ( 3 ) 頁: 173 - 180   2019年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/neup.12560

    Web of Science

    PubMed

  34. Activity-Dependent Myelination 査読有り 国際誌

    Kato Daisuke, Wake Hiroaki

    MYELIN: BASIC AND CLINICAL ADVANCES   1190 巻   頁: 43 - 51   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/978-981-32-9636-7_4

    Web of Science

    PubMed

  35. In Vivo Two-Photon Imaging of Microglial Synapse Contacts 査読有り 国際誌

    Kato Daisuke, Ikegami Ako, Horiuchi Hiroshi, Moorhouse Andrew J., Nabekura Junichi, Wake Hiroaki

    MICROGLIA: METHODS AND PROTOCOLS   2034 巻   頁: 281 - 286   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/978-1-4939-9658-2_20

    Web of Science

    PubMed

  36. Physiological Implications of Microglia-Synapse Interactions 査読有り 国際誌

    Wake Hiroaki, Horiuchi Hiroshi, Kato Daisuke, Moorhouse Andrew J., Nabekura Junichi

    MICROGLIA: METHODS AND PROTOCOLS   2034 巻   頁: 69 - 80   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/978-1-4939-9658-2_6

    Web of Science

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  37. Regulation of myelin structure and conduction velocity by perinodal astrocytes 査読有り 国際誌

    Dutta Dipankar J., Woo Dong Ho, Lee Philip R., Pajevic Sinisa, Bukalo Olena, Huffman William C., Wake Hiroaki, Basser Peter J., Sheikhbahaei Shahriar, Lazarevic Vanja, Smith Jeffrey C., Fields R. Douglas

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   115 巻 ( 46 ) 頁: 11832 - 11837   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1073/pnas.1811013115

    Web of Science

    PubMed

  38. Three-dimensional stimulation and imaging-based functional optical microscopy of biological cells 査読有り 国際誌

    Quan Xiangyu, Kumar Manoj, Matoba Osamu, Awatsuji Yasuhiro, Hayasaki Yoshio, Hasegawa Satoshi, Wake Hiroaki

    OPTICS LETTERS   43 巻 ( 21 ) 頁: 5447 - 5450   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1364/OL.43.005447

    Web of Science

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  39. Microglia mediate non-cell-autonomous cell death of retinal ganglion cells 査読有り 国際誌

    Takeda Akiko, Shinozaki Youichi, Kashiwagi Kenji, Ohno Nobuhiko, Eto Kei, Wake Hiroaki, Nabekura Junichi, Koizumi Schuichi

    GLIA   66 巻 ( 11 ) 頁: 2366 - 2384   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/glia.23475

    Web of Science

    PubMed

  40. Cortical astrocytes prime the induction of spine plasticity and mirror image pain 査読有り 国際誌

    Ishikawa Tatsuya, Eto Kei, Kim Sun Kwang, Wake Hiroaki, Takeda Ikuko, Horiuchi Hiroshi, Moorhouse Andrew J., Ishibashi Hitoshi, Nabekura Junichi

    PAIN   159 巻 ( 8 ) 頁: 1592 - 1606   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1097/j.pain.0000000000001248

    Web of Science

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  41. Activity-dependent functions of non-electrical glial cells 査読有り 国際誌

    Kato Daisuke, Eto Kei, Nabekura Junichi, Wake Hiroaki

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY   163 巻 ( 6 ) 頁: 457 - 464   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Biochemistry  

    Electrical activity is essential for brain function. However, neurons, the electrically active cells, are less numerous than the non-electrical glial cells in the central nervous system. The non-electrical components modify the function of neural circuits, depending on the electrical neuronal activity, by wrapping synapses, myelinating axons and phagocytozing the neuronal components. Moreover, recent evidence has suggested that they contribute to neurological and psychiatric disease by regulating neuronal circuits, ultimately affecting their behaviour. In this review, we highlight the physiological functions of glial cells, particularly the electrical activity-dependent processes, to provide further insight into their role in brain function.

    DOI: 10.1093/jb/mvy023

    Web of Science

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  42. Microglia Enhance Synapse Activity to Promote Local Network Synchronization 査読有り 国際誌

    Akiyoshi Ryohei, Wake Hiroaki, Kato Daisuke, Horiuchi Hiroshi, Ono Riho, Ikegami Ako, Haruwaka Koichiro, Omori Toshiaki, Tachibana Yoshihisa, Moorhouse Andrew J., Nabekura Junichi

    ENEURO   5 巻 ( 5 )   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1523/ENEURO.0088-18.2018

    Web of Science

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  43. Three-dimensional stimulation and imaging-based functional optical microscopy of biological cells 査読有り 国際誌

    全 香玉, Manoj Kumar, 的場 修, Yasuhiro Awatsuji, Yoshio Hayasaki, Satoshi Hasegawa, 和氣 弘明

    Optics Letters   Vol. 43 巻 ( No. 21 ) 頁: pp. 5447 - 5480   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  44. High temporal and spatial pattern stimulation to manipulate brain function

    Wake Hiroaki, Haruwaka Koichiro, Zen Kogyoku, Matoba Osamu

    BIOMEDICAL IMAGING AND SENSING CONFERENCE   10711 巻   2018年

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  45. Reduced Mastication Impairs Memory Function 査読有り 国際誌

    Y. Fukushima-Nakayama, Takehito Ono, M. Hayashi, M. Inoue, H. Wake, Takashi Ono, T. Nakashima

    JOURNAL OF DENTAL RESEARCH   96 巻 ( 9 ) 頁: 1058 - 1066   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SAGE PUBLICATIONS INC  

    Mastication is an indispensable oral function related to physical, mental, and social health throughout life. The elderly tend to have a masticatory dysfunction due to tooth loss and fragility in the masticatory muscles with aging, potentially resulting in impaired cognitive function. Masticatory stimulation has influence on the development of the central nervous system (CNS) as well as the growth of maxillofacial tissue in children. Although the relationship between mastication and cognitive function is potentially important in the growth period, the cellular and molecular mechanisms have not been sufficiently elucidated. Here, we show that the reduced mastication resulted in impaired spatial memory and learning function owing to the morphological change and decreased activity in the hippocampus. We used an in vivo model for reduced masticatory stimuli, in which juvenile mice were fed with powder diet and found that masticatory stimulation during the growth period positively regulated long-term spatial memory to promote cognitive function. The functional linkage between mastication and brain was validated by the decrease in neurons, neurogenesis, neuronal activity, and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) expression in the hippocampus. These findings taken together provide in vivo evidence for a functional linkage between mastication and cognitive function in the growth period, suggesting a need for novel therapeutic strategies in masticatory function-related cognitive dysfunction.

    DOI: 10.1177/0022034517708771

    Web of Science

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MISC 7

  1. ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニストによるマウスの脳機能攪乱~二光子顕微鏡を用いた検出法の開発~

    平井杏梨, 杉尾翔太, NIMAKO Collins, 中山翔太, 加藤恵介, 高橋圭介, 有薗幸司, 平野哲史, 星信彦, 石塚真由美, 和氣弘明, 池中良徳  

    環境化学討論会要旨集(CD-ROM)29th 巻   2021年

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  2. オリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞の生体内カルシウムイメージング

    尾野里穂, 加藤大輔, 杉尾翔太, 橘吉寿, 和氣弘明  

    日本生理学雑誌(Web)82 巻 ( 1 )   2020年

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  3. 行動毒性試験および二光子イメージングによるアセタミプリドの神経毒性評価

    平井杏梨, 杉尾翔太, 池中良徳, COLLINS Nimako, 中山翔太, 星信彦, 和氣弘明, 石塚真由美  

    日本獣医学会学術集会講演要旨集163rd 巻   2020年

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  4. 妊娠中の母体炎症による児ミクログリアへの影響

    尾崎可奈, 春若航一郎, 橘吉寿, 加藤大輔, 和氣弘明  

    日本生理学雑誌(Web)82 巻 ( 1 )   2020年

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  5. Real-time visualization of brain metastasis in vivo 査読有り 国際誌

    Takahiro Tsuji, Hiroaki Wake, Hiroaki Ozasa, Koichiro Haruwaka, Hitomi Ajimizu, Yuto Yasuda, Yuichi Sakamori, Takashi Nomizo, Young Hak Kim, Toyohiro Hirai  

    AACR Annual Meeting 2019April 1, 2019 巻   2019年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

  6. Simple intensity equalization methods in SLM generated multispots

    Xiangyu Quan, Manoj Kumar, Osamu Matoba, Yasuhiro Awatsuji, Hiroaki Wake  

    Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering11140 巻   2019年

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    © 2019 SPIE. Multispots in three-dimensions generated by phase mode spatial light modulators (SLMs) are very useful in laser processing or light induced biological treatments, such as optogenetics. So far, the intensity of the focus spots varies depending to the distance from optical axis. In order to equalize intensities in all generated spots, simple feedback method was applied. Further, look up table was created by dividing imaging area in sectors. Experiment results show improvement in the random spots at some degree, however, further analyzation is required.

    Scopus

  7. イオンイメージセンサによる脳内pHイメージング

    堀内浩, 石田順子, 中村友亮, 稲田浩之, 揚妻正和, 和氣弘明, 澤田和明, 鍋倉淳一  

    日本生理学雑誌(Web)80 巻 ( 1 ) 頁: WEB ONLY   2018年2月

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    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

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講演・口頭発表等 87

  1. 2光子励起を用いたホログラフィック光刺激の現状:生体試料への適用を目指して

    杉尾翔太, 橘吉寿, 和氣弘明

    CREST第2回シンポジウム  2018年12月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:西尾  

  2. 2光子励起を用いたホログラフィック光刺激法の開発:現状と展望

    杉尾翔太, 橘吉寿, 和氣弘明

    シグナル伝達医学研究展開センター若手道場  2019年1月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:淡路  

  3. 2光子顕微鏡による生体イメージング

    和氣 弘明

    京都大学呼吸器内科  2017年9月  京都大学呼吸器内科

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都  

  4. 2光子顕微鏡による生体イメージング

    和氣 弘明

    京都大学セミナー  2017年8月  京都大学

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:京都  

  5. A New Type of Microscopy for Light Stimulation and 3D Imaging; 招待有り 国際会議

    全 香玉, Manoj Kumar, 的場 修, Yasuhiro Awatsuji, Yoshio Hayasaki, Satoshi Hasegawa, 和氣 弘明, Mitsuhiro Morita

    International Workshop on Holography and Related Technologies 2018 (IWH2018)  2018年11月  IWH2018

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Suzhou; China;  

  6. Abnormal Behavior and Malformation of Microglia in Schizophrenic Mice 国際会議

    Ako Ikegami, Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake

    第2回神戸大学・ワシントン大学・オスロ大学国際合同シンポジウム  2018年3月  神戸大学・ワシントン大学・オスロ大学国際合同シンポジウム

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:ハワイ, 米国  

  7. Activity dependent myelin regulation in information processing

    和氣 弘明

    第115回IIISセミナー  2017年8月  IIISセミナー

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:茨城  

  8. Ca2+ imaging of oligodendrocyte and oligodendrocyte precursor cell in vivo

    Riho Ono, Shouta Sugio, Yoshihisa Tachibana, Hiroaki Wake

    新学術領域研究 スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御 第3回領域会議  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪  

  9. Change of lipid profile in myelin associated with motor learning affect on neuronal activity pattern in primary motor cortex.

    Kazuki Nishida, Yoshihisa Tachibana, Shumpei Sato, Fumiyoshi Yamazaki, Mitsutoshi Setou, Hiroaki Wake

    第23 回グリア研究会  2018年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋  

  10. Ca2+ imaging of oligodendrocyte and oligodendrocyte precursor cell in vivo

    Shouta Sugio, Riho Ono, Yoshihisa Tachibana, Hiroaki Wake

    次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム  2018年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京  

  11. Fetal microglia changes by maternal immune activation

    Kana Ozaki, Wake Hiroaki, Hideto Yamada

    第70回日本産科婦人科学会学術講演会  2018年5月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    開催地:仙台  

  12. High Temporal and Spatial Pattern Stimulation to Manipulate Brain Function 招待有り 国際会議

    Hiroaki Wake

    International Workshop on Bioimaging2019  2019年2月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:宇都宮  

  13. High Temporal and Spatial Pattern Stimulation to Manipulate Brain Function 国際会議

    Hiroaki Wake

    The 66th NIBB Conference  2019年2月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡崎  

  14. High Temporal and Spatial Pattern Stimulation to Manipulate Brain Function 国際会議

    Hiroaki Wake, Koichiro Haruwaka, Xiangyu Quan, Osamu Matoba

    OPIC2018  2018年4月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:横浜  

  15. High Temporal and Spatial Pattern Stimulation to Manipulate Brain Function 国際会議

    和氣 弘明, Koichiro Haruwaka, 全 香玉, 的場 修

    BISC  2018年4月  OPIC2018

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神奈川、横浜  

  16. In vivo tracing of single neuron activity with Ca2+ imaging of primary somatosensory cortex in mouse models of postoperative pain and inflammatory pain 国際会議

    Takuya Okada, Yoshihisa Tachibana, Yuki Nomura, Norihiko Obata, Satoshi Mizobuchi, Hiroaki Wake

    Neuroscience 2018  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:San Diego, CA  

  17. Lipid composition of frontal white matter is altered with motor learning.

    Yukio Tsuji, Yoshihisa Tachibana, Fumiyoshi Yamazaki, Daisuke Kato, Masakazu Shinohara, Akiko Miyamoto, Ikuko Yao, Tatsushi Toda, Mitsutoshi Setou, Hiroaki Wake

    第40回日本神経科学大会  2017年7月  日本神経科学大会

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:千葉  

  18. In vivo tracing of single neuron activity with Ca2+ imaging of primary somatosensory cortex in mouse models of postoperative pain and inflammatory pain 国際会議

    岡田 卓也, 橘 吉寿, 野村 有紀, 小幡 典彦, 溝渕 知司, 和氣 弘明

    Cold Spring Harbor Asia Confference  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:淡路  

  19. Microglia and Synapses 招待有り 国際会議

    Hiroaki Wake

    ICN2018 世界神経病理学会  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:東京  

  20. Microglia in health and disease -lesson from schizophreniamodel mice 招待有り

    和氣弘明

    第41回日本神経科学大会  2018年7月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:神戸  

  21. Microglia in physiological brain—Focusing on microglia—synapse interactions 招待有り 国際会議

    Hiroaki Wake

    Cold Spring Harbor Asia Conferences  2018年12月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:蘇州  

  22. Microglia in Health and Disease.- Interaction with synapses- 招待有り

    Hiroaki Wake

    日本生化学大会  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:京都  

  23. Microglia sense systemic immune status to modify activity of neuronal circuit

    Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake, Junichi Nabekura

    Life Science Retreat 2017  2017年10月  Life Science Retreat 2017

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:山梨  

  24. Microglia sense systemic immune status to modify activity of neuronal circuit; 免疫状態依存的なミクログリアによる神経回路活動の制御

    Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake, Junichi Nabekura

    第40回日本神経科学大会  2017年7月  日本神経科学大会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:千葉  

  25. Microglial contribute to dendritic spine formation in postnatal mice somatosensory cortex 招待有り

    Akiko Miyamoto, Hiroaki Wake, Ayako Ishikawa, Hideji Murakoshi, Kei Eto, Yumiko Yoshimura, Junichi Nabekura

    日本神経化学学会  2017年9月  日本神経化学学会

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:仙台  

  26. Myelination for information processing

    和氣 弘明

    第90回日本神経化学会大会  2017年9月  日本神経化学会大会

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:仙台  

  27. Multimodal Digital Holographic Microscopy 招待有り 国際会議

    全 香玉, Manoj Kumar, 的場 修, Yasuhiro Awatsuji, Yoshio Hayasaki, Satoshi Hasegawa, 和氣 弘明, Mitsuhiro Morita

    The 8th Japana-Korea workshop on digital holography and information photonics (DHIP 2018)  2018年11月  DHIP2018

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Osaka; Japan  

  28. Neurochemistry of neuron-glia interaction 招待有り 国際会議

    Hiroaki Wake

    WFSBP2018 The ISN-JSN  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:神戸  

  29. oligodendrocyte and myelin remodeking in information processing

    和氣 弘明

    第2回「スクラップビルド」領域会議  2017年8月  新学術領域 S&B班会議

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:山梨  

  30. Physiclogocal function of microglia and their role for disease formation

    和氣弘明

    武田薬品社内シンポジウム  2018年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:藤沢  

  31. Physiology of microglia -New Insights- 招待有り 国際会議

    和氣 弘明

    Physiology of microglia XXIII World Congres of Neurology  2017年9月  Physiology of microglia XXIII World Congres of Neurology

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:京都  

  32. Physiology of microglia 招待有り

    和氣 弘明

    九州大学歯学部  2017年9月  九州大学歯学部

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:福岡  

  33. Physiologiacl function of microglia and their effect on neuronal circuits 国際会議

    Hiroaki Wake

    第9回アジアオセアニア生理学会(神戸市)  2019年3月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    開催地:神戸  

  34. The response to whisker stimulation in the visual cortex of monocular deprived mice in vivo 国際会議

    橋本 明香里, 宮本 愛喜子, 橘 吉寿, 春若航一路, 和氣 弘明

    9th FAOPS  2019年3月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

  35. The scrap and build of oligodendrocyte function and myelin components

    和氣弘明

    スクラップ&ビルド領域会議  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪  

  36. Two-photon in vivo imaging of oligodendrocyte Ca2+ activity in mice 国際会議

    Riho Ono, Shouta Sugio, Yoshihisa Tachibana, Hiroaki Wake

    Young glia  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:シュパイヤー  

  37. Visualization and manipulation of glial cell functions in vivo 国際会議

    Hiroaki Wake

    glial heterogeneity SPP1757  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:シュパイヤー  

  38. 大脳皮質感覚野の生体イメージングによる疼痛発症機構解明へのアプローチ

    岡田 卓也, 橘 吉寿, 野村 有紀, 小幡 典彦, 溝渕 知司, 和氣 弘明

    第111回 近畿生理学談話会  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:和歌山  

  39. 単眼遮蔽による視覚野のヒゲ刺激への応答変化のin vivoイメージング

    橋本 明香里, 宮本 愛喜子, 橘 吉寿, 春若航一路, 和氣 弘明

    関西5医科大学コンソーシアム合宿  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:大阪  

  40. 単眼遮蔽による、高次視覚野のヒゲ刺激への応答変化のin vivo イメージング

    橋本 明香里, 宮本 愛喜子, 橘 吉寿, 春若航一路, 和氣 弘明

    第41回日本神経科学大会  2018年7月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

  41. 全身炎症時におけるミクログリアによる血液脳関門の制御

    春若航一路, 和氣弘明

    シグナル伝達医学研究展開センター若手道場  2019年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:淡路  

  42. 全身炎症時におけるミクログリアによる血液脳関門の制御

    春若航一路, 和氣弘明

    第6回先進イメージング医学研究会・学術集会  2019年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

  43. 免疫状態依存的なミクログリアによる神経回路活動の制御

    Koichiro Haruwaka, Junichi Nabekura, Hiroaki Wake

    第95回日本生理学会大会  2018年3月  日本生理学会大会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:香川  

  44. 光による高次脳機能の計測と操作を目指して

    和氣弘明

    レーザー学会第39回年次大会  2019年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京  

  45. 光で迫る脳免疫細胞の機能について 招待有り

    和氣 弘明

    第49回藤田学園医学会シンポジウム(愛知県豊名市)  2017年10月  藤田学園医学会シンポジウム

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:愛知  

  46. 光で迫る脳免疫細胞の機能 招待有り

    和氣 弘明

    第40回日本神経科学大会  2017年7月  日本神経科学大会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:千葉  

  47. 光で迫る脳免疫細胞の機能

    和氣 弘明

    脳科学の達人2017  2017年6月  脳科学の達人2017市民講座プレ企画@未来館

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(公募)  

    開催地:東京  

  48. 光で照らし出すグリアの新機能および脳機能表出

    和氣 弘明

    グリアアセンブリ夏のワークショップ(新潟)  2017年6月  Glial assembly

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:新潟  

  49. 光で照らし出すグリアの新機能および脳機能への寄与 招待有り

    和氣 弘明

    (株)ファイザー 第12回緑内障若手研究者の会(東京)  2017年10月  (株)ファイザー 緑内障若手研究者の会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京  

  50. 中枢神経系免疫細胞ミクログリアの新規生理機能とその病態への関与

    和氣弘明

    日本薬学会北陸支部特別講演会  2018年12月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:金沢  

  51. ミクログリアの生理機能とその破綻による疾患について

    和氣弘明

    東京女子医科大セミナー  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:東京  

  52. ミクログリアの生理・病態を踏まえた認知症治療戦略 招待有り

    和氣弘明

    第37回日本認知症学会学術集会  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:札幌  

  53. ミクログリアの新規生理機能の可視化

    和氣弘明

    北海道大学医学部免疫代謝内科学セミナー  2019年2月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:札幌  

  54. ミクログリアの新規生理機能とその破綻による病態の表出

    和氣弘明

    第11回先端脳科学セミナー  2019年2月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:中央  

  55. ミクログリアによる神経機能修飾

    和氣弘明

    Neurovascular Unit研究会2019  2019年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京  

  56. ホログラフィック光照射による蛍光励起の強度均一化"

    小管啓仁, 全 香玉, 的場 修, 早崎芳夫, 粟辻安浩, 和氣 弘明

    日本光学会年次学術講演会(Optics & Photonics Japan 2018)  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:筑波大学東京キャンパス文京校舎,東京  

  57. グリア細胞の生理機能と神経回路機能

    和氣弘明

    第48回小児神経セミナー  2018年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:大阪  

  58. グリアの生理機能とその破綻による精神疾患の可能性

    和氣弘明

    動的恒常性研究会  2018年6月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京  

  59. オリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞のin vivo カルシウムイメージング

    尾野 里穂, 杉尾 翔太, 橘 吉寿, 和氣 弘明

    シグナル伝達医学研究展開センター若手道場  2019年1月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:淡路  

  60. What we see in microglia about schizophrenia

    池上暁湖, 春若航一路, 橘吉寿, 和氣弘明

    第5回先進イメージング医学研究会  2018年8月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都  

  61. 自己免疫疾患におけるミクログリアの変化

    Koichiro Haruwaka, Junichi Nabekura, Hiroaki Wake

    次世代脳冬のシンポジウム  2017年12月  次世代脳冬のシンポジウム

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京  

  62. 自己免疫疾患におけるミクログリアの変化

    春若 航一路, 鍋倉 淳一, 和氣 弘明

    第111回近畿生理学談話会  2017年11月  近畿生理学談話会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫  

  63. 脳科学について

    和氣弘明

    santec社内講演会  2018年10月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:小牧  

  64. 統合失調症モデルマウスにおけるミクログリア動態・形態の変容

    Ako Ikegami, Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake

    新学術領域 S&B第2回班会議  2017年8月  新学術領域 S&B班会議

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:山梨  

  65. 統合失調症モデルマウスにおけるミクログリア動態・形態の変容

    Ako Ikegami, Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake

    次世代脳冬のシンポジウム  2017年12月  次世代脳冬のシンポジウム

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京  

  66. 統合失調症モデルマウスにおけるミクログリア動態・形態の変容

    Ako Ikegami, Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake

    第7回ニューロサイエンス研究会  2017年12月  ニューロサイエンス研究会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫  

  67. 統合失調症モデルマウスにおけるミクログリア動態・形態の変容

    Ako Ikegami, Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake

    第110回近畿生理学談話会  2017年11月  近畿生理学談話会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:兵庫  

  68. 立体多点パターン刺激による 神経細胞・グリア細胞の操作

    春若 航一路, 全 香玉, 森田 光洋, 宮本 愛喜子, 的場 修, 和氣 弘明

    CREST「光の特性を活用した生命機能の時空間制御技術の開発と応用」研究領域 第2回領域会議  2018年1月  CREST「光の特性を活用した生命機能の時空間制御技術の開発と応用」研究領域 第2回領域会議

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:東京  

  69. 生体イメージング最前線

    和氣弘明

    小野薬品工業「脳移転治療について考える会」  2018年9月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:京都  

  70. 生体イメージングが明らかにする脳-免疫系の相互作用

    春若 航一路, 鍋倉 淳一, 和氣 弘明

    岡崎信用金庫先端奨学金制度 成果発表会  2018年2月  岡崎信用金庫先端奨学金制度 成果発表会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛知  

  71. 生体 in Vivoイメージング

    和氣弘明

    第2回ニコンイメージングフォーラム  2019年2月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

    開催地:東京  

  72. 術後痛モデルマウスにおける第一次体性感覚野 in vivo カルシウムイメージング

    岡田 卓也, 橘 吉寿, 野村 有紀, 小幡 典彦, 溝渕 知司, 和氣 弘明

    第41回日本神経科学大会  2018年7月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

  73. 高精度時空間分解能を持つ光による脳機能計測・操作を目指して

    和氣弘明

    イメージング数理研究会  2018年7月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

  74. 高次脳機能に関わる中枢神経系免疫細胞の生理機能 招待有り

    和氣 弘明

    東京大学大学院医学研究科  2017年11月  東京大学大学院医学研究科

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京  

  75. 髄鞘制御不全による情報処理異常の可視化 招待有り

    和氣 弘明

    神経組織培養研究会  2017年10月  神経組織培養研究会

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:愛知  

  76. 髄鞘制御不全による情報処理異常の可視化

    和氣 弘明

    大阪大学生命機能セミナー  2017年7月  大阪大学

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:大阪  

  77. 髄鞘のスクラップアンドビルドによる脳情報処理の効率化

    和氣 弘明

    次世代脳冬のシンポジウム  2017年12月  次世代脳冬のシンポジウム

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京  

  78. 運動学習と関連した白質における脂質の変化が一次運動野の神経活動に及ぼす影響

    西田 一貴, 橘 吉寿, 佐藤 駿平, 山崎 文義, 瀬藤 光利, 和氣 弘明

    第111回 近畿生理学談話会  2018年11月 

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:和歌山  

  79. 身体疾患で惹起される免疫変容が起こす神経回路恒常性の破綻と精神症状の解明

    和氣 弘明

    さきがけ領域会議  2017年6月  さきがけ領域会議

     詳細を見る

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:秋田  

  80. 術後痛モデルマウスにおける第一次体性感覚野のin vivoカルシウムイメージング

    岡田 卓也, 橘 吉寿, 野村 有紀, 小幡 典彦, 溝渕 知司, 和氣 弘明

    第41回日本神経科学大会  2018年7月 

     詳細を見る

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

  81. 術後痛モデルマウスにおける第一次体性感覚野 in vivo カルシウムイメージング

    岡田 卓也, 橘 吉寿, 野村 有紀, 小幡 典彦, 溝渕 知司, 和氣 弘明

    第5回イメージング数理研究会  2018年7月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:神戸  

  82. 高精度時空間分解能を持つ光刺激法による脳機能操作

    和氣 弘明

    第14回生体イメージング研究会  2017年8月  生体イメージング研究会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:京都  

  83. Microglia Sense Systemic Immune Status to Modify Activity of Neuronal Circuit

    Koichiro Haruwaka, Hiroaki Wake, Junichi Nabekura

    グリアアセンブリ夏のワークショップ(新潟)  2017年6月  Glial assembly

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:新潟  

  84. 髄鞘制御不全による情報処理異常の可視化 招待有り

    和氣 弘明

    第29回臨床MR脳機能研究会  2017年4月  臨床MR脳機能研究会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:東京  

  85. 革新的予防・診断・治療法開発に向けたシグナル伝達医学研究

    和氣 弘明

    神戸大学先端融合研究環新規プロジェクトキックオフシンポジウム  2017年5月  神戸大学先

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸  

  86. 生体適合性マイクロチップレーザーを用いた高次脳機能の4次元操作

    和氣 弘明

    融合発展促進研究プロジェクト中間実績報告会  2017年4月  融合発展促進研究プロジェクト

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:東京  

  87. 横浜市立大学「神経医科学序説」における講義

    和氣 弘明

    神経医科学序説  2017年5月  横浜市立大学

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    記述言語:日本語   会議種別:公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等  

    開催地:横浜  

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科研費 20

  1. ミクログリアによる感覚モダリティーの制御と精神病態への寄与

    研究課題/研究課題番号:21H02662  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    本研究では感覚領域間の機能的結合に着目し、感覚喪失時に引き起こされる異種感覚の可塑性のメカニズムをミクログリアのシナプス修飾の観点から明らかにする。視覚遮断マウスモデルを用いて、第一次感覚野→高次視覚野の機能的結合に着目し、その機能的結合および高次視覚野内で起こる神経回路再編のメカニズムをミクログリアの観点から分子基盤を明らかにする。
    本研究では感覚領域間の機能的結合に着目し、感覚喪失時に引き起こされる異種感覚の可塑性のメカニズムをミクログリアのシナプス修飾の観点から明らかにする。視覚遮断マウスモデルを用いて、第一次感覚野→高次視覚野の機能的結合に着目し、その機能的結合および高次視覚野内で起こる神経回路再編のメカニズムをミクログリアの観点から分子基盤を明らかにする。
    まずこれまでの先行研究より第一次感覚野→高次視覚野への結合があることが示唆されているため、この結合を可視化した。それぞれに順行性標識および逆行性標識しS1→V2Lの神経回路結合があることが明らかとなった。そこでこのS1バレル野からのV2Lでの軸索のヒゲ刺激に対する応答を2光子顕微鏡によって可視化したところ、軸索応答はヒゲ刺激に同期していることがわかった。複雑な物体提示の時にV2Lの活動を要するのではないかと考え、異なる紙やすりの提示に対する応答を検証した。視覚遮断群で正常群と比してどちらの紙やすりに対する提示にもカルシウム活動の頻度が増加することがわかった。さらにミクログリアを薬理学的手法によって除去し、検証したところ、ミクログリア除去群においてはこの有意な神経細胞のカルシウム活動頻度の増加は認められないことがわかった。そこで免疫組織学的染色によってそのV2Lにおける詳細を検証したところ抑制性シナプスの数が減少していること、ミクログリアが興奮性細胞周囲に接触し、物理的に抑制性シナプスを剥がしている可能性があること、そこにMMP9が関与していることがわかった。さらにこの異種感覚の結合及びそれによるヒゲ刺激に対する視覚野の応答はヒゲの識別を担っているかを検証するためにこの異なる紙やすりに対するGo, No-go試験を行ったところ視覚遮断マウスでは有意に学習過程の促進を認めることが明らかとなった。本研究は現在論文に投稿中である
    予定通りに研究が進捗していることに加え、新たにこの経路の活動を操作することによる動物行動に対する作用が加えて実証されており、当初よりも順調に進捗している
    今後このミクログリアによる異種感覚の可塑性誘導を担う分子群を明らかにし、それを阻害した際の異種間感覚の可塑性の発現を検証する。現在の段階で、MMP9が候補分子として上がっており、予備研究においてはこのMMP9を阻害することによって異種感覚の可塑性が誘導できないことが明らかとなっている。さらにこの異種をつなぐ感覚経路の活動を成熟動物で誘導した際の動物行動の変化などを検証する。現在成熟動物で視覚遮断を作成し、この経路を活性化することでV2Lにおけるアストロサイトの活動が有意に減少することがわかっており、これによってアストロサイト依存型の可塑性誘導が損なわれるのではないかと検証するところである。さらにホログラフィック顕微鏡や化学遺伝的手法によってこのV2Lの細胞活動を操作した場合の学習行動も今後検証していくところである。

  2. 脳と免疫系相互作用の観点からの多階層的研究による精神疾患病態解明

    研究課題/研究課題番号:21H04815  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    尾崎 紀夫, 和氣 弘明, 大野 欽司, 野田 幸裕, 財津 桂

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    担当区分:研究分担者 

    脳と免疫系相互作用の観点から精神疾患病態解明の達成を目指し、ゲノム変異を同定した患者由来試料と同一変異に基づくモデル細胞・マウスを用いた多階層的研究を実施する。具体的には、患者ゲノム解析及びゲノム変異患者由来末梢血・腸内細菌・死後脳の解析及びiPS細胞由来神経細胞・オルガノイドの解析。新生仔期免疫活性化状態を経た遺伝子改変マウスの行動解析。ミクログリアと神経細胞の相互作用による神経回路病態解明を目指した、モデルマウスのin vivoイメージング解析。腸内細菌と脳の連関解明を目指した、ヒト・マウスの解析。脳病態と末梢病態との関係の明確化を目指した、ヒト・マウスのインフラマソーム解析。

  3. 母体低栄養が新発見のGABA作動性CRH放出経路を介して仔の脳発達に与える影響

    研究課題/研究課題番号:21H02661  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    福田 敦夫, 才津 浩智, 和氣 弘明

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    担当区分:研究分担者 

    ストレスではCRH産生細胞にGABAが逆説的に興奮性に作用する。胎生期ストレスやGABA神経系の異常は精神疾患のリスクだが、胎児の視床下部-下垂体-副腎系(既知HPA軸)やGABA神経系の役割はわかっていない。妊娠中の低栄養も子の精神疾患のリスクなので、まず、申請者が発見した弓状核から正中隆起へ投射する興奮性GABA神経経路(新規HPA)が、低栄養時にCRH分泌を促進し、グルココルチコイド放出を増やすことを証明する。次に母体に食餌制限を行い、母体の新規HPA軸反応と胎仔の神経発達及び生後のフェノタイプを評価し、母体低栄養がどのように仔の精神神経疾患フェノタイプを形成するのかを明らかにする。
    1.新規HPA軸が低栄養時のグルココルチコイド放出経路である証明
    CRH神経終末に投射するGABA神経がAgRPニューロンであることを電顕と免染で確認した。AgRP Cre::DREADDマウスへのCNO投与により AgRP 細胞を直接刺激し、弓状核内のAgRPニューロンと室傍核内のCRHニューロン細胞体の活性化をc-fosの発現により確認した。ついで-40%食餌制限を10日間行い、低栄養に反応する AgRPニューロンは CRHニューロン細胞体を活性化しないことを明らかにした。CRH Cre :: NKCC1 floxマウスを用いて、食餌制限負荷後のコルチコステロン分泌が野生型に比べて低下することを確認し、新規HPA軸が低栄養時のグルココルチコイド放出経路であることを証明した。
    2.胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の発達過程の同定
    胎仔CRH細胞でのCRHとKCC2の発現時期を経時的に確認し、既知HPA軸の発達時期を検討した。新規HPA軸に関しても正中隆起へのCRH投射とGABA投射の完成時期とNKCC1発現時期を経時的に確認した。
    3.低栄養時の母体と胎仔における既知・新規HPA軸反応の確認
    母獣の摂餌制限(-30%)を妊娠10.5-19.5日に行い、胎生期低栄養モデルマウスを作製した。母体のコルチコステロン(CORT)の上昇を確認した。胎仔でもCORTを測定したが、胎仔脳のc-fosの発現は弓状核でも室傍核でも確認できなかった。サンプリングのタイミングや組織固定法などの条件を変えてさらに検討を行った。
    CRH神経終末に投射するGABA-AgRPニューロンが新規HPA軸であり、これが低栄養時のグルココルチコイド放出経路であることを証明できた(論文投稿中)。
    1.胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の解剖学的発達過程の同定
    昨年に引き続き以下の項目を行う。CRH-GCaMP3マウス、AgRP-mCitrine-DREADDマウスを用い、胎仔CRH細胞でのCRHとKCC2の発現時期を同定し、既知HPA軸の発達時期を確認する。新規HPA軸に関しても正中隆起へのCRH投射とGABA(AgRP-mCitrine)投射の完成時期とNKCC1発現時期を明らかにする。
    2.胎仔における既知HPA軸と新規HPA軸の生理学的発達過程の同定
    弓状核―正中隆起脳スライス標本でAgRP細胞(mCitrine)からパッチクランプで記録したグルココルチコイド、グレリン、レプチン応答性の膜電流および細胞内Ca2+応答(Ca2+指示薬)を確認する。CNOを還流投与してAgRP細胞を選択的に興奮させ、正中隆起の細胞内Ca2+応答をCRH神経終末(GCaMP3)で記録して、弓状核AgRP細胞から正中隆起CRH軸索終末への興奮性GABA作用による新規経路の機能的完成時期を同定する。
    3.低栄養時の母体と胎仔における既知・新規HPA軸反応の確認
    昨年に引き続き以下の項目を行う。母獣の摂餌制限(-30%)を妊娠10.5-19.5日に行い、胎生期低栄養モデルマウスを作製する。母体のコルチコステロン(CORT)の上昇をまず明らかにする。AgRP Cre::Gad67 flox および CRH Cre::NKCC1 flox マウス母獣を低栄養にして、弓状核から正中隆起CRH終末へのGABA入力の興奮性を消去した低栄養母体のCORTを測定し、新規HPA軸の栄養モニター機能を証明する。胎仔でもCORTを測定し、胎仔脳のc-fosの発現部位を蛍光標識されたAgRP細胞とCRH細胞で検討して、母体低栄養に対する胎仔の新規および既知HPA軸反応の役割を明らかにする。

  4. グリアデコーディング:脳-身体連関を規定するグリア情報の読み出しと理解

    研究課題/研究課題番号:20H05894  2020年11月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    岡部 繁男, 星野 歩子, 松田 道行, 小泉 修一, 石井 優, 田中 謙二, 津田 誠, 史 蕭逸, 小山 隆太, 和氣 弘明

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    担当区分:研究分担者 

    脳の広範な機能の理解には神経細胞以外の細胞要素、特に神経細胞と接して存在するグリア細胞の情報を読み出す必要がある。本領域の目標はグリア細胞の状態・機能・細胞間シグナル伝達を包括的に読み出す技術(デコーディング技術)を開発し、脳と身体の間での生体情報の統合を理解する所にある。このような研究を推進するには従来の脳科学研究の成果を踏まえつつも、全く異なるアイディアや計測技術を取り込み、異分野との連携を行う必要がある。総括班ではこのような研究の新規性、技術的優位性、異分野連携に特に力を入れて目標達成に向けた領域の推進に貢献する。
    脳の広範な機能の理解には神経細胞以外の細胞要素、特に神経細胞と接して存在するグリア細胞の情報を読み出す必要がある。本領域の目標はグリア細胞の状態・機能・細胞間シグナル伝達を包括的に読み出す技術(デコーディング技術)を開発し、脳と身体の間での生体情報の統合を理解する所にある。このような研究を推進するため、従来の脳科学研究の成果を踏まえつつも、全く異なるアイディアや計測技術を取り込み、異分野との連携を開始した。総括班では研究の新規性、技術的優位性、異野連携の実現に特に力を入れ、具体的には(A)グリア細胞内での情報伝達の過程を読み出す技術(グリアデコーディング技術)の推進とデータ駆動型研究への適用、(B)神経回路とグリアの形成する機能単位の個体の内部環境の変化に対応した制御例の提示、(C)挑戦的かつ明確な問題設定を持った共同研究の推進、の3点を実現するための班員の連携強化を実施した。具体的には継続中および新規の共同研究の加速により、班員間の共同研究による論文成果の発表が行われ、また新しいグリア計測システムが導入されてグリア細胞のシグナル伝達検出を実現する新しい技術開発の基盤が得られた。技術支援のためのワーキンググループを設置し、どのような技術提供が可能であるのか、方針が確定した。また領域内の共同研究を加速し、領域外の研究者および市民に対してグリア研究の意義を紹介するための活動として、情報交換のためのウェブサイトの新設、ニュースレターの発行を実施した。
    2020年12月より本領域総括班の研究を開始し、それ以降に本領域のウェブサイトの立ち上げ、オンライン領域説明会の開催、第一号のニュースレターの発行を行うことが出来た。また新しいグリア研究に必要となる技術の開発とその班員間での有効活用についても議論が行われ、実現に向けた準備が開始された。共通利用を目的とした個体レベルでの細胞内シグナルを蛍光寿命測定により測定するシステムの導入が完了し、次年度に具体的な共同研究を実施する上での基盤が整備された。
    2021年度には2020年度に設置したウェブサイトを活用した情報共有、ニュースレター等による広報活動、公募班員への情報提供と共同研究の推進を実施する。2020年度に導入した新規グリア計測システムを活用した新規のグリアシグナル検出技術の開発とその班員による活用を目指す。コロナウィルス流行の推移を見ながら、若手研究者の国際交流の枠組みであるYoung Gliaを用いた海外研究者との交流を実現させる。

  5. 全身臓器の生理的・病理的免疫状態遷移の脳による検出機構

    研究課題/研究課題番号:20H05899  2020年11月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    和氣 弘明, 足澤 悦子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:103220000円 ( 直接経費:79400000円 、 間接経費:23820000円 )

    「全身臓器の情報がグリアインターフェイスによってどのように中枢神経系に伝えられるか」の科学的問いに答えるために脳環境と体循環系環境の境界領域に着目し、境界領域における体循環系免疫細胞と脳免疫細胞の相互作用を生体イメージングを主とした方法で解き明かし、これによって臓器情報がどのように中枢神経系に伝えられるかを明らかにする。
    認知機能・学習・情動などの高次脳機能に障害を呈する発達障害・精神疾患の病態を理解することは喫緊の課題である。近年発達した光学技術によってグリア細胞の新しい生理機能の理解が得られ、高次脳機能とその病態の理解にはグリア細胞は不可欠であるという共通認識が広がりつつある。本研究では本研究では中枢神経系免疫細胞であるミクログリアに着目し、そのシナプスや血管などの脳環境に対する生理機能を明らかにする。さらに遺伝的・環境要因によるミクログリア変容のメカニズム及びその結果として引き起こされる異常による病態を精神疾患と組み合わせて解き明かすことを目的とした。これまでミクログリアは全身炎症時に血管に集積することで、炎症初期にはタイトジャンクション関連分子を発現することで、血管内皮細胞と結合し、血液脳関門の透過性を保護すること、炎症後期にはアストロサイトの足突起を貪食することで血液脳関門を障害することを明らかにした。そこで、さらに体循環系の環境及び脳環境の相互作用を免疫系に着目して、検証するために硬膜及び側脳室脈絡叢に着目した。全身炎症においてはこれらのマクロファージおよびTリンパ球の挙動が変化し、脳内環境と連動することがわかった。そこで、この組織の中に含まれる免疫細胞成分特にTリンパ球の成分に着目して解析を進めている。また神経疾患であるアルツハイマー型認知機能障害や精神疾患である統合失調症などにおいても硬膜及び側脳室脈絡叢の変化さらに中枢神経系との相互作用の解析を進めていく。
    脳境界領域のイメージングが進み、技術的な系の構築が順調である。
    体循環―脳環境の境界領域における体循環系免疫細胞と脳免疫細胞の相互作用を生体イメージングで明らかにし、特異的な応答を引き起こす体循環系免疫細胞をシングルセルトランスクリプトームおよび蛍光活性化セルソーティング(FACS)で同定する(大阪大・石井との共同研究)。また、ミクログリアにカルシウム感受性蛍光タンパク質を発現したマウス(CX3CR1-Cre :: CAG-Flox-GCaMP6マウスおよびIba1-tTa:;TeTo-GCaMP6マウス:入手済み)を用いて、生体でこの同定した免疫細胞と相互作用する際のミクログリアの機能応答の変化を可視化する。そしてその機能応答変化したミクログリアのトランスクリプトームの変化を次世代シークエンス技術(RNA-seq)を用いて、細胞集団・シングルセルレベルで同定し、とくにシナプス・軸索に作用することが知られているP2Y12やMHC受容体などの分子に着目してその発現変動を検証する。さらに機能応答変化を起こしたミクログリアがシナプスおよび軸索活動をどのように修飾し、その修飾様式を変えるのかをシナプス活動もしくは軸索活動と同時にイメージングすることで明らかにするとともに分担者の足澤が電気生理学的に解析する。さらに神経細胞構造およびそれによる神経回路機能変化を検証する(東大・岡部との共同研究)。また臓器由来のエクソソームなどの信号がミクログリアに作用することによって全身臓器の情報をミクログリアが取得する経路を検証するために、蛍光発色したヒト患者由来のエクソソームをマウスの発達期に注入し、このエクソソームを取り込んだミクログリアの活動変化を可視化し、これによるトランスクリプトームの変化をRNA-seqを用いて網羅解析することによって明らかにする(東工大・星野との共同研究)。

  6. 感覚モダリティ理解のためのミクログリア・シナプス接触の多角的解析

    研究課題/研究課題番号:20KK0170  2020年10月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    和氣 弘明, 大野 伸彦, 加藤 大輔, 竹田 育子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

    本国際研究では中枢神経系唯一の免疫細胞であるミクログリアに着目し、ミクログリアがシナプスの構造的・機能的可塑性を修飾する背景を踏まえ、多角的階層的な技術を相互補完することによって、ミクログリアのシナプスに対する時間的(発達・成熟)および空間(脳領域)特異的な生理機能を明らかにする。さらにこれを異種感覚の可塑的変化のメカニズムに繋げ、そこから精神病態を考察する。
    1、ミクログリアによる異種感覚可塑性の誘導について
    第一次感覚野から高次視覚野(V2L)の投射に着目し、視覚遮断マウスにおいては本経路が活性化することを見出した。これはミクログリアから放出されるMMP9がV2Lにおいて細胞外基質を消化することで、興奮性神経細胞周囲に存在する抑制性シナプスを剥がすことによって成立することを明らかにした。さらにこの作用によって感覚識別力が向上することがMMP9を阻害したマウスではこの識別力向上が認められないことで明らかとなった。
    2、ミクログリアの突起制御について
    運動学習に伴いミクログリアの突起動態がランダムなものから定型的なものへと変化することを明らかにした。学習初期ではランダムであることにアストロサイトの機能応答が関与し、アストロサイトの小胞放出を阻害することで、学習初期に起こすシナプス新生が抑制され、学習過程が阻害されることを明らかにした、さらに後期ではシナプス前終末の応答が関与し、これを修飾することで、現在その効果を確認している。
    オンラインでの国際共同研究の打ち合わせがスムーズにいき、順調に当初の計画以上に進んでいる
    今後これらの分子メカニズムを国際共同研究で明らかにする。さらに統合失調症モデルマウスが確立したので、この統合失調症発症におけるミクログリアのエピゲノム動態を検証し、これをミクログリアによるシナプス修飾と関連づける予定である。さらに異種感覚を生理的状態で誘導することによって起こるミクログリアの変化を明らかにする。

  7. 高速三次元計測と局所場光摂動による自在な細胞機能編集技術の開発

    研究課題/研究課題番号:20K20379  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(開拓)

    清末 優子, 和氣 弘明, 川崎 善博, 的場 修, ARJUNAN SATYA

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    担当区分:研究分担者 

    本研究課題では、従来技術では解明できていなかった発生や疾患の背景にある分子機構を解明するため、かつてない時空間分解能で細胞活動をイメージングし、機能制御する技術を開発する。細胞の活動を細胞全体にわたってくまなく3Dイメージングするために最新の高解像型ライトシート顕微鏡『格子光シート顕微鏡』を構築し、これに光刺激手法を導入する。構築したシステムを用いて、ヒトやマウス由来の疾患モデル細胞やオルガノイドのイメージング解析を行い、さらに生化学やゲノム解析などの多角的なアプローチも交えることで、新たな生命機構を発見する。
    本研究課題では、「格子光シート顕微鏡」の高い3D分解能と高速性を活かして、これに光刺激を導入することで、高い精度での様々な細胞計測と操作の実現を目指している。
    これまでに、2014年に発表した格子光シート顕微鏡(Science 346, 1257998, 2014)の国内初号機を完成し運用している。本年度までに、GFP/RFP用488nm/560nmレーザーに加え、近赤外624nm、紫外線405nm、CFP/YFP用445nm/532nmレーザーを搭載した。当システムでは、空間光変調器を用いて照射パターンを生成するため、イメージングに用いる1ミクロン以下の厚みの超薄格子光シートに加え、ベッセルビーム等も生成しガルバノミラーで掃引することで任意の幅で照射することができる。これまでに、488nmレーザーを用いて、細胞骨格や細胞核の一部分など、ミクロンから数ミクロン程度の領域のブリーチングを実現している。本年度は、オルガノイド等の立体的なサンプルに対して光操作を行うために、ヒストンH2B-GFP/mCherryノックインマウスや、新たに樹立した光変換蛍光タンパク質mEos4融合H2B(H2B-mEos4)ノックインマウスから腸オルガノイドを作製して、シングル染色体を分離できる解像度でのイメージングを実現した。
    和氣チームでは、これまでに開発したニコンC1顕微鏡をベースとした2光子ホログラフィック顕微鏡の技術改良を行い光スポット数やスポット位置に関わらず均質な光刺激を行なうための位相最適化法を搭載した。2光子励起した蛍光画像をCCDカメラで取得することができれば格子光シート顕微鏡等に応用できると考え、2光子励起光をホログラフィック光路によってマルチスポットで生体に作成し、発生する蛍光をCCDで検出することに成功した(およそ100個の神経細胞活動計測を100-400Hzで可能)。
    前年度および本年度は、コロナウィルス流行による活動制限による研究活動や共同研究の低下、物資の供給遅延によるある程度の研究の遅れは免れなかったものの、格子光シート顕微鏡を完成して様々な研究を推進し、光刺激を導入し、当初予定のほとんどの部分は実施した。さらに当初予定を拡張し、オルガノイド等を用いた立体的なサンプルへの適用を進めた。
    格子光シート顕微鏡の高時空間分解能の性能をもって初めて撮影された細胞現象事例として、細胞内オルガネラや小胞の3D完全追跡、細胞3D形態の時間変化や詳細な記述、高解像度での細胞間接着様式、3Dシグナル伝達(FRET)、オルガノイド細胞のカリオタイピングなど、従来の限界を超えた計測を実現している。ここにサブミクロン径の刺激用ビームを導入することで光操作を実現出来ているので、各種プローブやツールを導入することにより任意の多様な操作は可能となった。
    当研究室で構築した2014年発表の格子光シート顕微鏡オリジナルモデルは正立様の構造型式であることから、立体サンプルに対して上側からアクセスするため様々な形態のサンプルへの応用範囲が広い。この性能を利用して、倒立顕微鏡では観察が困難であるオルガノイドを用いても、平面培養細胞同様に、高解像イメージングや光操作が可能である。ヒストンH2Bを標識したマウス由来のオルガノイドを用いて、シングル染色体レベルの観察に成功し、染色体数の解析や、幹細胞性を評価するための細胞分裂の向きの同定に成功している。このような立体サンプルの高時空間分解能ライブイメージングと細胞への刺激を組み合わせることで、より生体に近い環境下にある細胞の高精度計測と光摂動による機能解析への道を拓いた。
    本研究課題では、格子光シート顕微鏡による高精度時空間計測を基軸として、これに微小領域の光刺激を導入することで様々な細胞機能解析への応用を目指した。格子光シート顕微鏡の2014年モデルは完成し、レーザーを6本を搭載してイメージングはフルスペックで行うことができており、多様なサンプルの撮影において従来の限界を超えた時空間解像力により様々な研究領域に新たな発見を導いている。ここに微小領域光刺激を導入し、様々な光刺激ツールを利用して多様に応用可能であることを示した。
    イメージングにおける課題は、セットできるサンプルサイズや観察できる視野が限られることである。格子光シートを生成するために対物レンズは固定で変更できず、現状の対物レンズでは一度に撮影できる領域は最大100x100um平面, 深さ50um程度で、腸オルガノイドの場合は幹細胞が存在するクリプト様構造のおよそ1/3程度の領域しか撮影できない。広い平面を撮影するためにはパネル撮影を行うことができるが、装置や制御ソフトの動作が限られている。さらに、深部撮影においてはサンプル内部での光散乱により解像力が低下する。これらを改善するためには、より大きなサンプルの観察に最適化したシステム設計と、深部観察におけるボケを補正する補償光学を搭載することが有効であるが、格子光シート顕微鏡を発明したBetzig研究室において次世代モデルが既に開発されているため、オリジナルモデルに続き技術情報の提供を受けることで当室のモデルをアップグレードする。今後の研究課題で実施するため、既にライセンス契約により技術情報の提供を受けて構築準備を進めている。
    光刺激における課題は光照射の高度化である。より複雑なパターン照射や、ライブイメージング取得から刺激領域の決定と照射までの一連のプロセスの自動化が達成できれば、より高度な操作が可能となるため、将来的に高度化を目指す。

  8. オリゴデンドロサイト前駆細胞局所活動による軸索制御

    研究課題/研究課題番号:19H04753  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:9490000円 ( 直接経費:7300000円 、 間接経費:2190000円 )

    オリゴデンドロサイト(OC)およびその前駆細胞(OPC)は髄鞘化を担う細胞である。OCおよびOPCの活動が2光子顕微鏡を用いて生体で明らかになってくると、実際に考えられていたよりもOCおよびOPCは複雑な活動動態を示すことが分かった。そこで本研究では、OCおよびOPCの突起局所の活動の生理的特性を明らかにすることで、「OCおよびOPCはどの様な活動を示すのか」その機能的意義を検証することで「なぜその脳機能にOCおよびOPCの活動が必要なのか」という疑問を紐解く。さらにこの局所活動が入れ替わることで高次脳機能に必要な軸索活動の(スクラップアンドビルド)を誘導すると仮定し、研究を進める。
    本研究ではオリゴデンドロサイト(OC)およびその前駆細胞(OPC)による髄鞘化の制御機構を解明する研究である。これまで研究代表者らは神経活動依存的にOCが髄鞘化するメカニズムおよびその破綻による運動学習障害の神経回路基盤を明らかにしてきた。それを踏まえて、その機能的メカニズムを探るためにOC,OPCのカルシウム活動の生体イメージングと脳スライス標本を用いた電気生理学的手法を用いて検証した。化学遺伝学的手法を用いて、神経細胞活動を誘導した際にOC,OPCの突起のカルシウム活動頻度は増加し、これはATPに対する受容体であるP2X,Y受容体の阻害剤によって阻害されるがグルタミン酸受容体(AMPAR)の阻害剤であるCNQXでは阻害されなかった。一方で、オリゴデンドロサイトからパッチクランプし電気的記録をとると興奮性の電流はP2X,Y受容体およびCNQXで阻害されることから、グルタミン酸の伝達によって電気的な記録が誘導されることおよびこれによってP2X,Y受容体が活性化し、髄鞘化を促進することなどが示された。またアルツハイマー型認知機能障害モデルマウスにおいては神経細胞活動を、化学遺伝学的手法を用いて増加させてもOC,OPCの突起のカルシウム活動頻度は増加しないことから細胞障害や細胞死によって誘導されるATPがこれらの活動増加および髄鞘化の障害に関わっている可能性があることが示された。さらに髄鞘は脂質で構成されることからこの脂質成分の運動学習に伴う変化を質量分析顕微鏡で可視化したところ、スフィンゴミエリンが運動学習初期で増加し、後期相においてはグリコシドセラミドが増加してくることがわかった。さらに神経活動の解析によってスフィンゴミエリンはレバー引きに伴う神経活動の同期的記録に寄与することが明らかになった。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  9. 免疫異常の記憶から捉える精神疾患の階層的理解

    研究課題/研究課題番号:19H05219  2019年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:7540000円 ( 直接経費:5800000円 、 間接経費:1740000円 )

    大脳皮質感覚野に着目し、各発達期において免疫異常の履歴をもつマウスのエピジェネティックな変化および遺伝子発現の変化を、DNAメチル化に対する検証およびミクログリア特異的遺伝子発現解析法を用いて明らかにし、成熟過程のミクログリアを2光子顕微鏡による機能イメージングと相関づける。続いて、この免疫履歴をもつマウスに対して拘束ストレスを付加し、誘導されるミクログリアの機能変化を検出し、その後表出する遺伝子異常と結びつける。さらにミクログリアの機能変化によって引き起こされる表現型の差異を、特にミクログリアによるシナプス修飾・血液脳関門の透過性制御に着目して、2光子顕微鏡で可視化することで明らかにする。
    本研究ではミクログリアによる精神疾患の関与を解明する研究を行った。ミクログリアはこれまで成熟期においてシナプスなどの恒常性を維持する働きがあることがわかっている。近年全身炎症などが精神症状に寄与することが知られているが、この全身炎症に伴ってミクログリアが血管にCCL5-CCR5のシグナルによって遊走し、炎症早期はCldn5を発現することによって血液脳関門(BBB)の透過性に保護的に作用すること炎症後期においてはCD68を発現することによって、BBBの透過性を増加させることを明らかにした。これによってBBBを介した精神疾患の治療戦略を組み立てることができるようになった。さらに妊娠中のマウスに炎症を引き起こすことで児の自閉症を引き起こすことが知られているが、この際に増加するサイトカインプロファイルを明らかにし、ミクログリアの成熟を促すマーカーの変化を伴うこと、さらにこの極性が行動異常と相関することから、ミクログリアの動態の極性を誘導することで、その生理機能を損なうことを明らかにした。また2Hit論理で統合失調症様症状を発症するモデルマウスの創出に成功し、このマウスにおけるミクログリアのエピゲノム変化が成熟期の発現分子変化およびシナプスに対する作用を変化させることを長期生体イメージングを用いて明らかにし、さらにこのエピゲノムの変化がストレスによって行動異常をもたらす分子基盤及び神経回路基盤を明らかにした。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
    令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  10. ミクログリアによる高次脳機能維持機構とその破綻

    研究課題/研究課題番号:18H02598  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    本研究ではミクログリアに着目し、そのシナプスや血管に対する生理機能から精神病態を解き明かすことを目的とした。本研究期間内にまず、生体イメージングを用いて、全身炎症に伴ってミクログリアが脳血管に遊走し、タイトジャンクション関連因子や貪食因子などの発現を変化させることで、時期特異的に血液脳関門の透過性に寄与することを明らかにした。さらにミクログリアが高次脳機能過程(運動学習)において、その突起動態を制御することでシナプスに対する作用を変化させることを明らかにした。またこれらのシナプス修飾機構は感覚野において、感覚入力依存性があることを基に異種感覚の可塑性に対するミクログリアの役割を明らかにした。
    本研究成果によって、ミクログリアを標的とした中枢神経系疾患に対する新たな創薬の可能性を創出することができた。さらにミクログリアによるシナプス可塑性を制御することで、中枢神経系疾患の回復期に介入する可能性も考えられる。さらに異種感覚の可塑性のミクログリアによる制御の解明は学術的にも非常に意義深い。

  11. 全身免疫異常に伴う神経回路活動の変容に対する治療戦略

    研究課題/研究課題番号:17K19458  2017年6月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    本研究では、自己免疫性疾患や悪性腫瘍・老化に伴って起こる免疫の活性化(炎症)に付随する精神症状をきたすメカニズムを理解し新規治療法の開発に臨むために、BBBの透過性制御機構を明らかにするとともに体循環系の炎症時におけるBBBの破綻機構を解明した。またこのBBBの破綻による神経回路活動の変容を可視化した。さらにこのメカニズムを示すことで、今後の創薬戦略を創出した
    この一連の研究により体循環炎症に伴う中枢神経系ミクログリアの変化およびそのBBBの透過性制御機構さらにはその分子機序を明らかにすることができた。今後これらの分子を標的にした創薬戦略をすすめていくことで、体循環系の炎症に伴う精神症状の発症機序の一端をしめすことができた。

  12. オリゴデンドロサイトの制御による神経科回路活動の精緻化

    研究課題/研究課題番号:17H05747  2017年4月 - 2019年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:11050000円 ( 直接経費:8500000円 、 間接経費:2550000円 )

    オリゴデンドロサイトは髄鞘を形成する細胞で、これまで神経活動依存的に髄鞘化することが知られている。これまで私たちはオリゴデンドロサイトが神経活動依存的に髄鞘化する分子メカニズムを示し、さらに軸索との結合様式を明らかにしてきた。本研究ではこの神経活動依存的髄鞘化を担う、オリゴデンドロサイトの活動を生体で可視化するとともに、その髄鞘を構成する脂質成分を捉えるべく研究を行った。
    1.生体でオリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞を可視化するために、PLPプロモーターの下流にカルシウム感受性蛍光タンパク質がテトラサイクリン依存的に発現するマウスを用いて、これを2光子顕微鏡によって生体覚醒下で可視化した。神経細胞活動を操作するために覚醒下、麻酔下の2条件で比較した。細胞体のカルシウム上昇頻度はオリゴデンドロサイトおよびその前駆細胞すべての例において覚醒下氏比して麻酔下では有意に低下した。さらにその突起の活動も有意に低下することを明らかにした。一方でDREAAD法を用いて神経細胞活動を上昇させたところ細胞体の活動は大きく変化せず、突起活動は突起によるバリエーションを認めた。この中からカルシウム上昇が高頻度に起こる部位をホットスポットと定義し、ホットスポットにおけるカルシウム上昇頻度が有意に上昇するのを認めた。またこのホットスポットが学習などの負荷によって高頻度にターンオーバーすることがわかり、現在結果をまとめている。またこのような髄鞘は脂質で構成されていることが知られている。このような脂質変化を神経回路活動の変化と結びつけるため、マウスにレバー引き水報酬学習を行わせ、神経細胞集団の活動を可視化した後、質量分析顕微鏡で脂質成分の変化を検出し、その相関を得られることができた。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  13. 全身免疫異常に伴う神経回路活動の変容に対する治療戦略

    2017年4月 - 2019年3月

    学術研究助成基金助成金/挑戦的研究(萌芽) 

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  14. ホログラム光刺激による神経回路再編の人為的創出

    2017年

    国立研究開発法人科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業(CREST) 

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  15. ミクログリアによるシナプス活動修飾と神経回路の空間的活動制御

    研究課題/研究課題番号:16H01346  2016年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:9490000円 ( 直接経費:7300000円 、 間接経費:2190000円 )

    本課題では、感覚刺激、運動学習において生理学的なミクログリア突起の動きによるシナプスへの接触でシナプス活動ひいては神経回路活動にどのように影響し、シナプス機能、可塑性、数を制御するかを検証する。次にこの制御機構の破綻で発達障害、精神・神経疾患を惹起しうるかを考える。これまで、2光子顕微鏡を用いた生体イメージングによってシナプス活動とミクログリアを同時に可視化し、ミクログリアの接触時にシナプス活動が増加することを示し、さらにこのミクログリアによるシナプス活動の修飾はミクログリアをリポ多糖類で活性化させることで消失することを明らかにした。またミクログリアをジフテリア毒素によって遺伝的に時期特異的に除去できるマウス(Iba1-tTa::TetO-DTA)を用いることで、ミクログリアを除去すると神経細胞活動の同期性が減少することから、ミクログリアによるシナプス活動の修飾は神経細胞集団の同期性に寄与していることを示した(論文投稿中)。またミクログリアがシナプス活動を修飾するのであれば、学習過程によってその動態が変化し、シナプス活動の修飾機構が変化する可能性がある。そこでレバー引きによる水報酬学習を用いてその前後でミクログリア突起の動態の比較をしたところ、学習前に比べて、学習後ではミクログリア突起の動態の複雑性が低下し、より定型的になっていることを明らかにした。またこのようなミクログリア突起動態の変化が精神疾患などのモデルでも認められるかどうか検証するために統合失調症モデル(Shn2-KO)で同様に比較したところ統合失調症モデルではミクログリア突起の動態の複雑性が増していることがわかった。そこで、これらを踏まえ、今後ミクログリアのシナプス修飾機構から精神疾患を考察していく。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。
    29年度が最終年度であるため、記入しない。

  16. 身体疾患で惹起される免疫変容が起こす神経回路恒常性の破綻と精神症状の解明

    2016年

    国立研究開発法人科学技術振興機構  戦略的創造研究推進事業(さきがけ) 

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  17. ミクログリアによるシナプス活動修飾と神経回路の空間的活動制御

    2015年4月 - 2018年3月

    科学研究費補助金/新学術領域研究 

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  18. グリア細胞からみる精神疾患

    研究課題/研究課題番号:15H01300  2015年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)  新学術領域研究(研究領域提案型)

    和氣 弘明

      詳細を見る

    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    多様化する現代社会において、高次脳機能に異常を呈する発達障害・精神疾患の病態の解明および治療法の開発は喫緊の課題である。本課題では統合失調症モデルマウスにおける神経回路基盤の変化を脳内免疫と結びつけて検証する。すなわち統合失調症モデルとしてSchnurri-2 欠損マウスを用い、Schnurri-2 欠損マウスの中枢神経系炎症反応の増大の結果としてミクログリアにおけるシナプス制御分子、髄鞘制御分子の変化を検出し、これを、2光子顕微鏡によるin vivoイメージングを組み合わせることにより行動異常と神経回路動作の相関を神経細胞の発火パターン、シナプスの活動パターンを可視化することによって明らかにする。これまでSchnurri-2 欠損マウスにおける神経細胞の発火率、発火パターンを検証するためにカルシウム感受性蛍光タンパク質であるGCaMP6fをコードする遺伝子をアデノ随伴ウィルス(AAV)の大脳皮質感覚野・運動野への注入によって発現させ、その神経細胞集団音発火を解析することによって覚醒下の神経細胞活動の協調性の低下が認められていることを明らかにした。さらに中枢神経系免疫細胞であるミクログリアを免疫染色することによってその突起の短縮および複雑性の低下を認めた。さらにSchnurri-2 欠損マウスのミクログリアにGFPが発現するマウスを作成し、2光子顕微鏡を用いて突起の動きを解析したところ、その動きのランダムさが亢進していることがわかった(Haruwaka et al., in preparation)。これはシナプス活動のランダムさを反映するものであると考えている。今後この変化を担う分子の同定を行うとともに、行動との相関を検証する予定である

  19. 髄鞘恒常性の破綻による精神症状発症機序の解明

    研究課題/研究課題番号:26710004  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(A)  若手研究(A)

    和氣 弘明

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:24570000円 ( 直接経費:18900000円 、 間接経費:5670000円 )

    情動・認知といった高次脳機能に障害を呈する精神・神経疾患の病態解明・治療法の開発が現代社会で早急に求められている。そのグリア細胞の中でもオリゴデンドロサイトは髄鞘を形成し神経伝導速度を制御し、約50倍程度まで速めることができる。この機能によって活動電位の到達時間を制御し、シナプスの発火タイミングを調節することが可能になり、情報伝達を効率化する役割を持っていると考えられる。本研究では神経活動依存性髄鞘化の神経回路活動に対する寄与を、これが損なわれているマウスを用いて、2光子顕微鏡下で運動学習を行わせその神経細胞集団活動の解析を行うことで明らかにした。

  20. スキャンレス3D ホログラフィック計測・刺激顕微鏡の開発と生体応用

    国立研究開発法人科学技術振興機構  A-STEP産学共同【本格型】 

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担当経験のある科目 (本学以外) 17

  1. 文献解析・プレゼンテーション演習

    神戸大学)

  2. 神戸大学の研究最前線B

    神戸大学)

  3. 生理学

    神戸大学)

  4. 医学B

    神戸大学)

  5. 医学A

    神戸大学)

  6. 医学序説

    神戸大学)

  7. バイオメディカルサイエンス特別研究

    神戸大学)

  8. バイオメディカルサイエンスA

    神戸大学)

  9. バイオサイエンス基本実習

    神戸大学)

  10. Research in Biomedical Science

    Kobe University)

  11. Physiology

    Kobe University)

  12. Medical Science B

    Kobe University)

  13. Medical Science A

    Kobe University)

  14. Literature Analysis and Presentation

    Kobe University)

  15. Forefront of Research at Kobe University B

    Kobe University)

  16. Biomedical ScienceA

    Kobe University)

  17. Basic Course of Bioscience

    Kobe University)

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