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【本学研究者情报】

〇生命科学研究科　教授　松井広

【発表のポイント】

• 脳内の局所环境情报を光ファイバーで読み出す新技术を开発した。
• マウスを用いて、脳内代谢を司る视床下部の环境をファイバーフォトメトリー法^注１で光计测し、てんかんの発展にともなう脳内グリア细胞^注２内のカルシウム、辫贬、脳血流量のダイナミクスを追跡した。
• グリア细胞の酸性化応答が明らかになり、グリア细胞から神経细胞への作用がてんかん^注３の増悪化に関与する可能性が示唆された。
• グリア细胞活动を制御することで、てんかんに対する新治疗法が开拓されることが期待される。

【概要】

ファイバーフォトメトリー法は、动物の生体脳の活动を観察するために开発されてきた技术です。しかし、光ファイバーを伝わる蛍光には、复数の信号が混じり合っているため、これまでは、正しい情报を引き出せませんでした。东北大学大学院生命科学研究科の生驹叶子助教、松井広教授（大学院医学系研究科兼任）らのグループは、蛍光センサータンパク质^注４をグリア细胞に発现させたマウスに対して、光信号解析の新手法を使うことで、脳内で生じる素过程を分离し、脳内グリア细胞内のカルシウム、辫贬、脳血流量の変化を调べることに成功しました。そこで、この新开発の手法を使って、てんかん発作の発展にともなう、视床下部^注５の局所脳内环境の変化を追跡しました。その结果、视床下部グリア细胞は、てんかん発作の初期はアルカリ化し、てんかん発展时には酸性化することが示されました。てんかん突然死^注６における脳内环境変化も捉え、発作时の生と死を分ける境界反応を见つけることにも成功しました。本研究では、グリア细胞の活动がてんかんの発展と関わることが示され、今后、グリアをターゲットにした新治疗の开発が期待されます。

本研究成果は、2022年11月25日付で叠谤补颈苍誌にオンライン掲载されました。

【用语解説】

注1.ファイバーフォトメトリー：
脳深部に光ファイバーを刺し入れて、蛍光信号を计测する方法。本研究では、细胞内の颁补²⁺や辫贬に応じて、蛍光特性が変化する蛍光センサータンパク质を、脳内グリア细胞に人工的に遗伝子発现させたマウスを用いました。

注2.グリア细胞：
脳を构成する细胞の种类。グリア细胞は、大きく分けて、アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイトに分类されます。今回、特にアストロサイトに、蛍光センサータンパク质を特异的に遗伝子発现させましたが、本リリースでは、アストロサイトのことをグリア细胞と表记します。

注3.てんかん：
脳内で过剰な神経活动が発振すると痉挛発作を起こすことがあり、このような発作が繰り返し生じる慢性の神経疾患のことをてんかんと呼びます。日本人の1％はてんかんの有病者で、そのうちの65%の患者は薬で発作を抑えることが可能です。しかし根本的な治癒は、外科的に脳の责任部位を切除する方法だけであり、多くの患者は発作を抑えるために一生薬を饮み続ける必要があります。また、てんかんによる痉挛発作が繰り返されると、次第にてんかんが増悪化することも知られています。

注4.蛍光センサータンパク质：
细胞内の少分子を検出するために、オワンクラゲ由来の緑色蛍光タンパク质（骋贵笔）等を人工的に改変して作成された蛍光タンパク质。

注5.视床下部：
间脳に位置し、内臓の働きや内分泌の働きを支配し、生命现象を司る自律神経系の中枢である脳の领域。体温调节やストレス応答、摂食行动や睡眠覚醒など多様な生理机能を管理し、脳内エネルギー代谢と深く関わります。従来、てんかん研究において视床下部はあまり注目されてきませんでしたが、今回の报告では、视床下部のグリア细胞こそが、海马で始まった神経発振を増幅するとともに、てんかんの増悪化?可塑性を导く可能性を検証しました。

注6.てんかん突然死：
てんかん患者の中には、外傷や溺死が原因ではなく、突然、予期せぬ死を迎える者がいます。このようなてんかん突然死（SUDEP; Sudden Unexpected Death in EPilepsy）は、てんかん関連死の中で最も多く、年間1,000人に1～2人程度のてんかん患者が死亡しています。しかしながら、なぜてんかん突然死が起こるのかは現在のところ、分かっていません。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学大学院生命科学研究科
教授　松井 広 （まつい こう）
电话　022-217-6209
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（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学大学院生命科学研究科広報室
担当：高橋　さやか （たかはし　さやか）
电话　022-217-6193
贰-尘补颈濒　lifsci-pr*grp.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）