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脳病態解析分野

ヒトの脳の中には千億とも言われる神経細胞(ニューロン)とそれ以上のグリア細胞が存在し、その機能を司っています。神経細胞を星に例えるとさながら脳は小宇宙とも言えます。莫大な脳の神経細胞およびその連絡を一つ一つ明らかにすることは不可能ですが、しかしミニチュア版の脳が存在すればそこから類推し正しい結論を導きだすことは可能です。
私達は小型魚類とハエの中枢神経を研究することで、ヒトの脳内で起きている現象を明らかにします。特に脳・神経機能の異常によっておこる疾患や障害の原因を明らかにし、その治療や理解に結びつけます。我々人類は系統図において虫と祖先を共有し、そして魚類を経て進化してきました。確かにヒトにしかない構造物もあるにはあります。しかし実はほとんどの脳・神経の構造や機能は既に魚の段階から存在します。また中心的な神経の機能、分子の働きはハエの段階から共通です。さらに小型魚類やハエにおいてヒト疾患と同様の病態を再現することも可能です。私達の研究室では魚やハエの脳・神経の働きを解明し、そこにおいて再現されるヒト疾患を治療することで、これまで難しかったヒト神経精神疾患の治療や理解につなげていきます。

准教授 松井 秀彰 MATSUI Hideaki
助教 杉江 淳 SUGIE Atsushi
  • 脳病態解析分野紹介画像01

    小型魚類の可視性を活かした研究例
    (A)小型魚類は稚魚が透明であり、特定の行動時の脳神経活動、発生過程での細胞内小器官の動き、生理状態あるいは疾患状態での分子動態を、生きたまま非侵襲的に観察できる。図はプルキンエ細胞のシグナル(金色)と全中枢神経のシグナル(青色)の例。(B)水泳運動時(赤色)と眼振時(黄色)には異なる領域のプルキンエ細胞が活性化する。(C)光遺伝学を用いた神経活動の改変やトレーサーによる解剖学的な解析より描かれた小型魚類の小脳地図はヒトのそれと相同である。

  • 脳病態解析分野紹介画像02

    シナプス可塑性および神経変性疾患の研究モデルとなるショウジョウバエ視細胞
    (A)ショウジョウバエの複眼は約800個の個眼からなり、それぞれ8つのタイプの視細胞を含んでいる(R1-8)。(B)これらの視細胞(白色)はレチナから直接脳に投射する。特にR7とR8はより高次な第二次視覚系中枢メダラに投射する。(C)視覚系中枢におけるコンフォーカル画像。視細胞で特異的に温度感受性の陽イオンチャネルdTrpA1を発現させると、慢性的な高濃度Ca2+から起こる興奮毒性から視細胞の変性が起こる。視細胞の軸索終末(白色)の変性が経時的に進む。

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