夏堀 晃世
akiyokameyama@gmail.com
グリア・神経ネットワークの統合による脳機能発現
研究内容
あらゆる細胞の活動に必要な高エネルギー分子であるATP(アデノシン三リン酸)の神経細胞内濃度は、動物の睡眠覚醒に伴い大脳皮質全域でシンクロして変動し、神経のエネルギー需要が高まる覚醒時に増加する(Natsubori et al. Commun. Biol. 2020)。このことから、動物の睡眠覚醒に合わせて神経細胞内エネルギーの恒常性維持に働く、全脳レベルのエネルギー代謝調節機構の存在が示唆される。本研究ではその実体として、脳へ均等に分布するアストロサイトが、覚醒神経の一つであるセロトニン神経からの活動制御を受けて、2種類の代謝調節経路を介して近傍神経の細胞内ATP濃度の最適化に働くという仮説を検証する。さらに、このセロトニン-アストロサイト代謝ネットワークによる神経細胞内ATP濃度の最適化が、正常な神経活動と脳機能発現に必要であるという生理的意義を示すことを目指す。
研究概略図
代表業績
1. Natsubori, A., Tsunematsu, T., Karashima, A., Imamura,H., Kabe,N., Trevisiol, A., Hirrlinger, J., Kodama, T., Sanagi,T.,Masamoto, K., Takata, N., Nave, K.A., Matsui,K., Tanaka, K.F., Honda, M. Intracellular ATP levels in mouse cortical excitatory neurons varies with sleep-wake states. Commun. Biol., DOI: 10.1038/s42003-020-01215-6, 2020.
2. Natsubori, A., Tsustui-Kimura, I., Nishida, H., Bouchekioua, Y., Sekiya, H., Uchigashima, M., Watanabe, M., de Kerchove d’Exaerde, A., Mimura, M., Takata, N. & Tanaka, K.F. Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate foodincentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity. J. Neurosci., 37, 2723-2733, 2017.
3. Tsutsui-Kimura, I*., Natsubori, A*., Mori, M., Kobayashi, K., Drew MR, de Kerchove d’Exaerde A., Mimura, M., Tanaka, KF. Distinct Roles of Ventromedial versus Ventrolateral Striatal Medium Spiny Neurons in Reward-Oriented Behavior. Curr. Biol., pii: S0960-9822(17)31101-6, 2017. (*: co-first author).
4. Natsubori, A., Takata, N. & Tanaka, K.F. Observation and manipulation of glial cell function by virtue of sufficient probe expression. Review, Front. Cell. Neurosci., DOI: 10.3389/fncel.2015.00176, 2015.