研究活動／基礎神経科学部門

武井研究活動／基礎神経科学部門

延之 准教授脳の生理および病態を細胞・分子レベルで解明します。

〈略歴〉
１９８３年
１９８８年

上智大学文学部心理学科卒
上智大学大学院理工学研究科生物科学専攻修了 理学博士
１９８９年
三菱化成生命科学研究所ポスドク
１９８９年
国立精神・神経センター神経研究所
研究員（厚生技官）
１９９２年
京都工芸線維大学応用生物学科 助手
１９９７年
Uppsala University (Sweden)
Biomedical Center, Visiting Scientist
１９９８−現在 新潟大学脳研究所、講師‒准教授
Scientiﬁc Reports :Handling Editor(2011（創刊時）̶)Frontiers in Molecular Neurosciences:Associate Editor （２０１９−）

三國
〈略歴〉
2003年
2012年
2013年
2018年

〈業績例〉
Takei N and Nawa H. (2014) mTOR signaling
and its roles in normal and abnormal brain
development. Front Mol Neurosci. 7:28

腫瘍病態学分野
Dept. of Brain Tumor Biology

細胞病態学分野

脳内の正常／異常な細胞の中で起っていることを研究しています。

Dept. of Cellular Neuropathology

細胞は外部からの刺激をうけて機能を変容します。 私達は脳のCells receive extracellular stimuli and change their functions. We

当研究室では、脳の生理および病態を細胞・分子レベルで理解細胞である、神経幹細胞、神経細胞、グリア細胞、そして脳腫

analyze these mechanisms using brain cells (neural stem cells,

することを目指します。これまでに私たちは、脳組織内の1細胞

瘍細胞の培養系を用い、外部からの刺激（神経伝達物質、ペプチ

neurons, glial cells, and brain tumor cells) and extracellular stimuli

京都大学医学部医学科卒業
小児科、小児神経科の臨床に5年間従事
東京大学大学院医学系研究科卒業、
博士
（医学）
取得
米国マックス・プランク・フロリダ
神経科学研究所研究員
新潟大学 脳研究所 教授〈業績例〉
Nishiyama*, Mikuni* et al. Virus-mediatedgenome editing via homology-directed repair
in mitotic and postmitotic cells in mammalianbrain. Neuron. 2017; 96(4):755-68.
Mikuni et al. High-throughput, high-resolution
mapping of protein localization in mammalianbrain by in vivo genome editing. Cell. 2016;
165(7):1803-17.

Cas9タンパク質は、ゲ
ノムの特定の配列を切でゲノム編集技術を適用し、内在性タンパク質の局在や動態を(neurotransmitters, peptides, neurotrophic factors, growth factors,

貴康 教授断する。 目印となるタ

ド、神経栄養因子、増殖因子、サイトカイン、栄養素、温度変cytokines, nutrients, temperature change, etc.). We are studying

高精度かつ迅速に観察する方法「SLENDR」
を確立しました（Cell,

グ配列を含む鋳型DNA化）
によって、細胞内のシグナル伝達系の変化と代謝の変化といthe processes by which biochemical reactions such as changes in2016）。また、脳の任意の細胞種、脳部位あるいは脳全体で正存在下において、相同

う生化学的反応が、増殖や分化といった生物学的応答に変換さ

intracellular signal transduction systems and changes in metabolism

確なゲノム編集を行う技術「vSLENDR」を確立し、あらゆる時期

組 み 換えにより、タグの脳で内在性タンパク質を観察できるようにしました（Neuron,

配列が正確にゲノムにれる過程を研究しています。齧歯類の初代培養やヒトiPS細胞を

are converted into biological responses such as proliferation anddifferentiation. Using rodent primary cultures and human iPS cells,

挿入される。 転写、翻用い、正常発達過程と病的変化の過程を追っていきます。正常

we will follow the process of normal development and pathological

2017）
。今後は
「SLENDR」
および「vSLENDR」の方法を駆使し、細胞と腫瘍細胞のシグナル系／代謝系の比較から、神経幹細胞

changes. By comparing the signaling system and metabolic system

記憶の細胞・分子メカニズムを研究します。さらに、記憶に異常の増殖／分化のスイッチ機構を解明し、それを腫瘍の増殖抑制

of normal cells and tumor cells, we elucidate the switch mechanism

をきたす病態においてこの細胞・分子メカニズムがどのように破産生され、目的のタン綻しているのかを調べることで、病態の理解と新たな治療法の開

パク質を観察できる。

→制癌へとフィードバックします。

of proliferation / differentiation of neural stem cells, and feed it backto tumor growth suppression leading to the cancer therapy.

また冬眠哺乳動物であるシマリスの神経幹細胞を用い、温度変Using neural stem cells of chipmunk, which is a hibernating

発につなげます。

化による細胞内代謝変化のメカニズムを解析し、シマリスの持つmammal, we also analyze the mechanism of intracellular metabolic

Our goal is to understand the physiology and pathophysiology

長寿命、かつ発癌抵抗性の謎にも迫り、ヒト細胞への応用を目指

changes due to temperature changes, aiming at applicationof the brain at the cellular and molecular levels. We establishedto human cells by approaching the mystery of longevity and“SLENDR”, a technique based on in vivo genome editing, to image

carcinogenic resistance of chipmunks.

endogenous proteins with high specificity, resolution and contrast in

します。

訳により、タグ 配 列 が結合したタンパク質がsingle cells in mammalian brain tissue (Cell, 2016). In addition, we
recently developed “vSLENDR”, a genome editing method to target
virtually any cell-types, areas and ages across the brain, widely
expanding the applicability of genome engineering technologies inthe broad field of neuroscience (Neuron, 2017). Using “SLENDR” and“vSLENDR”, we will explore the cellular and molecular mechanism
underlying long-lasting memory, and further investigate how themechanism is impaired in memory disorders to provide newtherapeutic strategies.

ゲノム編集により特定のたんぱく質を緑色で標識。任意の時期の脳にゲノム編
集用のウイルスベクターを注入することで、生後２週〜２か月の脳全体でβアクチン（左）、大脳皮質と海馬でERK2（中）、海馬でCaMKIIα（右）を効率良く標識
している。

9

10

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／基礎神経科学部門

研究活動／基礎神経科学部門

脳の病態を組織透明化・3D
イメージングにより解明します。

田井中
〈略歴〉
2006年
2010年
2013年
2017年
2018年
2021年

健常時、障害時の脳神経回路が働く仕組みを明らかにします。

上野

一貴 教授

〈略歴〉
2002年
2006年
2006年
2008年
2012年
2013年
2016年
2018年
2021年

京都大学大学院工学博士修了
理化学研究所 研究員
東京大学大学院医学系研究科 講師
新潟大学脳研究所 特任教授
新潟大学脳研究所 テニュア・トラック教授
新潟大学脳研究所 教授〈業績例〉
Tainaka et al. Chemical Landscape for Tissue
Clearing Based on Hydrophilic Reagents.
2018; 24(8):2196-2210.e9.
Tainaka et al. Whole-body imaging withsingle-cell resolution by tissue decolorization.
2014; 159(4):911-924.

将紀 教授

東京大学農学部獣医学科卒業
東京大学大学院農学生命科学研究科修了（獣医学博士）
理化学研究所脳科学総合研究センター 研究員
大阪大学医学系研究科 助教
米国シンシナティ小児病院医療センター 研究員
科学技術振興機構 さきがけ 研究者
新潟大学脳研究所 特任教授
新潟大学脳研究所 テニュア・トラック教授
新潟大学脳研究所 教授〈業績例〉
Ueno M, et al. Corticospinal circuits from the sensory andmotor cortices diﬀerentially regulate skilled movements
through distinct spinal interneurons. Cell Reports 23:
1286-300, 2018

システム脳病態学分野

システム脳病態学分野

Dept. of System Pathology for Neurological Disorders

Dept. of System Pathology for Neurological Disorders

これまで、ヒト脳生検・剖検サンプルの組織診は、薄切した病理

脳血管障害や外傷により脳や脊髄が障害されると、神経回路が破Central nervous system injuries due to stroke or trauma disrupt

組織に対して各種特異染色や免疫組織化学的染色などの2D染色

綻して重篤な機能の障害を引き起こします。脳内において神経回

neural circuits and result in severe deficits of functions. The brain and

画像の観察に基づいて行われてきました。広視野かつ高解像度路が再生する能力は非常に乏しいため、これらの機能不全に対するにヒト脳病理組織の3D画像を簡便に取得できれば、バイオマー

有効な治療法は未だ確立されていません。本研究室では、こうしhave been developed so far. We previously demonstrated that

カーの定量的・包括的解析に基づく神経病理学的な診断基準のた障害により壊された神経回路を再建することを目指して基礎研究

spared motor and autonomic circuits are dynamically reorganized

構築や、新たな病変形成メカニズムの解明が期待できます。そを行っています。私たちはこれまでに、障害後に残存した神経回路

after injuries and influence the recovery process of functions. These

こで本分野では、ヒト脳組織を高度に透明化する新規手法を開発

が、限定的ではありながら新たな回路網を作り出し、運動や自律神

するとともにシート照明型蛍光顕微鏡を駆使した高速かつ高解像経の機能を変容させうることを見出してきました。私たちは、このrecovery. The goal of our study is to understand the process of回路の再編機序を制御して、精緻な回路を作り直すことで、機能をrewiring and its underlying molecular mechanisms and neural

明化においては、透明化処理後の組織内のタンパク質の保存や回復へと導く方法を見出したいと考えています。そのため本研究室

functions. Toward this aim, we are analyzing neural systems of

抗原性の維持が重要です。また、透明化処理後のヒト脳組織のでは、障害脳と健常脳、双方の神経回路システムの観察を通して、

褐変による可視光領域の光透過率の低下や、リポフスチンなどに回路の再編過程やその分子メカニズム、動作原理の解明に挑んで

chemogenetics, and 3D behavior analysis. We believe that this study

由来する強度な自家蛍光は、3Dマルチカラーイメージングにおいます。遺伝子改変マウスやウィルス神経トレーサー、光・化学遺

paves the way to develop novel strategies to regenerate circuits and

ける光学的な障壁となっています。これらの課題を克服する透明

伝学、３次元行動解析、など多様な神経回路の解析ツールを駆使しrestore neural functions.

化手法を確立すると共に、従来の2D組織診で用いられてきた代て、包括的な解析を行っています。こうした研究から、神経回路を度の3Dイメージング技術の確立を目指します。ヒト脳組織の透(A) オリンパス社製シート照明型蛍光顕微鏡 MVX10-LS(B) ヒト脳 1 cm ブロックの自家蛍光イメージング

表的な神経組織染色技術に替わる各種3D蛍光染色技術の開発や再建し機能を回復へと導く新たな治療戦略を生み出すことを目指し

3D免疫染色技術の開発を通じて、新たな3D神経病理学の確立ています。

を目指します。

spinal cord have very limited capacity to reconstruct the circuit once
it is damaged, and therefore none of effective therapeutic methods

results suggest that controlling the rewiring of the circuit would
lead to make proper neuronal connections that achieve functional

both normal and injured brain and spinal cord, using cutting-edge
techniques including, mouse genetics, viral tracers, optogenetics,

運動神経回路と障害による(C)様々なツールによる神経回路の解析。

Current biopsy and histology have long relied on thin-sectioned

再編(A)運動回路、特に自遺伝子改変マウスによる皮質脊髄路（1:

2D images with several chemical staining methods and specific

発・巧 緻 運 動に重 要 な 皮

矢頭）や脊髄ニューロン（2）の標識、経シimmunohistochemistry. Facile 3D visualization of human brain tissue
with single-cell resolution would provide a novel concept of theneuropathological diagnosis and contribute our understanding of(A) CAG-EGFPマウス脳の全脳イメージング質脊髄路を研究対象として

ナプスウィルストレーサーによるニュー(B) CAG-EGFPマウス脳拡大像

います。障害後、残存した

ロンの標識
（3）
、オプトジェネティクスに回路が再編する（青矢印）。

よる筋反応誘発（4）、皮質脊髄路と脊髄( B )皮 質 脊 髄 路 の 軸 索（赤ニューロンの接続（5）、巧緻運動の3次元色）の再編（矢頭: Ueno et

解析
（6）
。

pathological mechanisms based on comprehensive and quantitative
analysis of individual biomarker. In this laboratory, we aim atestablishing a novel 3D neuropathology by developing a highlyal, Brain (2012)を改訂）。

efficient clearing protocol for human brain tissue and combining
with a rapid 3D imaging using light-sheet fluorescence microscopy.

11

12

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／病態神経科学部門

臨床神経病理学を基盤に脳神経疾患の病態形成機序を明らかにする研究を進めています。

柿田

明美 教授

〈略歴〉
1989年 新潟大学医学部 卒業
1993年 新潟大学大学院医学研究科 博士課程修了
1995年 新潟大学脳研究所 助手・病理学分野
1997-1999年 コロンビア大学医学部（米国・NY市）
ポスドク(文部省在外研究員)
2000年 新潟大学脳研究所
助教授・脳疾患解析センター
2011年 新潟大学脳研究所 教授

研究活動／病態神経科学部門

Dept. of Molecular Pathology〈業績例〉
Sainouchi M, et al. Brain TDP-43 pathology
in corticobasal degeneration: topographicalcorrelation with neuronal loss. Neuropathol Appl
Neurobiol 2022; 48: e0039321.

病理学分野
Dept. of Pathology

種々の神経疾患剖検例の病理学的検索から得られる知見を研究

Our research activities are generally based on morphologicalの基盤としています。特に神経変性疾患の多くは、異常なタンパ

observation of central and peripheral nervous systems of patients

ク質が脳内に蓄積するタンパク質蓄積病であり、その進行を遅私たちのラボは、チームとして、神経・精神疾患の剖検例を対Mission:

象とした臨床病理、および脳腫瘍やてんかん原性脳病巣等の手To provide the highest quality pathology services and scientific

術・生検例を対象とした外科病理を行なっており、また脳神経疾野としての神経病理学を推進する

neurodegenerative disorders. The goals of our research are to病および多系統萎縮症では細胞内のタンパク質分解系、特にオー

elucidate molecular mechanisms of neurodegenerative movementof neuropathology.

トファジーの機能障害が認められることを報告してきました。オーdisorders as well as of dementing disorders and to develop novel

トファジーの活性化や適切な制御によって神経細胞内の異常タン• 私たちは、包括的あるいは革新的方法論を積極的に取り入

focusing to determine the molecular mechanism of autophagy andinclusion body formation in neurodegenerative diseases, including

high degree of professionalism in clinicopathological diagnostic

ルツハイマー病におけるタウの蓄積、筋萎縮性側索硬化症・前頭Parkinson’s disease and related disorders. We are also developing

services and neuropathology research, utilizing comprehensive and側頭葉変性症におけるTDP-43の蓄積）にも治療効果が発揮でき

animal models of multiple system atrophy.

innovative approaches and building departmental competence toる可能性があります。さらに、多系統萎縮症のモデル動物を作成

As an academic pathology department, we aim to deliver a

The main topics of our current researches are as follows:
1. Mechanism of inclusion body formation and neurodegeneration

し解析を進めています。

in neurodegenerative disorders (Parkinson’s disease, dementia with

現在の主な研究テーマは以下です。

Lewy bodies, multiple system atrophy, tauopathy and motor neuron

advance both the science and practice of neuropathology through

１．神経変性疾患（パーキンソン病、レビー小体型認知症、多系

disease)individual and collaborative research, which hopefully will produce

統萎縮症、タウオパチー、運動ニューロン病）
における封入体

leading practitioners and researchers.

形成と神経変性メカニズム

ヴィジョン：とした臨床病理診断と研究を進めます

therapeutics for these intractable diseases. We are currently

パク質の蓄積が抑制できれば、他の神経変性疾患の類似病態（アmeet the needs of patients, institutions, and society.

• 私たちは、教育研究機関の病理学教室として、神経系を専門

of protein in neurons and glial cells is a histological hallmark ofevidence focused on the advancement of developments in the field

Vision:信頼性の高い臨床病理診断と知見を提供し、また医学・医療分

suffering from various neurological diseases. Abnormal accumulation

延・阻止する治療法は確立していません。これまで、レビー小体

患の病態形成機序を明らかにする研究を進めています。
ミッション：

形態と分子の両面から神経変性疾患の病態に迫ります。

分子病態学（客員）分野

Our approach will involve taking full advantage of opportunities to

れ、患者や社会のニーズに叶う、また学術動向にみあう、ラdiseases
3. Pathological, biochemical and behavioral analysis of animal２．細胞内分解系の活性化による蓄積物質の除去

ボとしての経験知を構築します

2. Activation of autophagy and therapeutic approach to neurodegenerativemodels of neurodegenerative disorders３．遺伝子改変モデル動物を用いた病態解析• 私たちは、ラボ独自の研究や他施設との共同研究を通して、脳神経に関する医学や実践的医療の推進に努めます• 私たちは、神経病理学の診断と研究を担うリーダーの育成に

筋萎縮性側索硬化症の脊髄前角に努めます

おけるTDP-43の蓄積過程。
PARK2は、常染色体劣性遺伝形式で最も頻度の高い若年性
パーキンソン病であり、原因遺伝子はPRKNです。遺伝子検索では、ゲノムDNA解析だけでは十分とは言えず、ｃDNAのシークエンスが必要でした (inset)。中脳黒質緻密層の神経変異型αシヌクレイン遺伝子導入マウス海馬におけるシナプスタンパク質

細胞脱落の分布と程度はいずれも類似し、Parkin蛋白の減少（Synaptophysin）とユビキチン関連タンパク質（NUB1）の共存。

が関与していると推測いたしました。Seike N, Yokoseki A
et al, Mov Disord 2021; 36: 1634-1643.

13

14

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／臨床神経科学部門

藤井
〈略歴〉
1983年
1987年
1992年
1996年
1998年
2006年

研究活動／臨床神経科学部門

General Neurologistを育成し、神経疾患の克服を目指します。

幸彦 教授

新潟大学医学部医学科卒業
Wayne State大学留学
博士
（医学）
取得
新潟大学医学部附属病院・助手
新潟大学脳研究所・助教授
新潟大学脳研究所・教授

小野寺

〈略歴〉
新潟大学大学院医学研究科卒業。 大学院より、神経疾患の分子遺伝学の研究に携わる。米国デューク大学神経内科にて、脊髄 小 脳 変 性 症 の 分 子 病 態 の 研 究。 帰 国
後、脊髄小脳変性症、筋萎縮性側索硬化症、脳血管性認知症等の研究において、
厚生労働省研究班の主任、分担研究者等を努める。平成20年、脊髄小脳変性症の研究で日本神経学会賞受賞。 平成21年、脳血管性認知症の研究でチームとして学長表彰。 平成23年から、新潟大学脳研究所
分子神経疾患資源解析学分野教授、平成28年4月より現職。

〈業績例〉
Kurabe S, Itoh K, Nakada T, Fujii
Y. Evidence for cerebellar motor
functional reorganization in brain
tumor patients: an fMRI study.
Neurosci Lett. 622: 45-48(2016)

脳神経外科学分野
Dept. of Neurosurgery

歴史ある土壌が、先端医療を育みます。

新潟大学脳研究所脳神経外科学分野は、「我が国の脳神経外科のDepartment of Neurosurgery, Niigata University was founded by

父」と称される中田瑞穂先生が、日本で最初の脳神経外科独立講座

Professor Mizuho Nakata, “the father of Neurosurgery in Japan”, inとして1953年に開設され、これまで脳腫瘍、脳血管障害、頭部外

理 教授

〈業績例〉
Hara K, Shiga A, Fukutake T, et al.
Association of HTRA1 Mutations andFamilial Ischemic Cerebral SmallV e s s e l Dis e a s e . N . E n gl . J . M e d.
2009 Apr; 360(17):1729-39

脳神経内科学分野
Dept. of Neurology

1953, becoming the first independent Department of Neurosurgery
in Japan. Since then, the department has led the field of preclinical

本研究所は、基礎部門に臨床部門を併せ持つ日本で唯一の脳研

The Niigata University Brain Research Institute possesses not only a

傷、機能外科といった分野の診療・研究において日本をリードして

research and surgery for brain tumors, cerebral vascular disease, brain

きました。全国の脳神経外科教室の中でも、脳研究所という神経

trauma, and functional surgery. Also, the department is unique in that研究を専門とした基礎医学教室と自由に連携が取れる環境で臨床・

it is affiliated with the Brain Research Institute, enabling collaborationと協力しながら、遺伝学的、生化学的、細胞生物学的、病理組

Institute is to overcome brain diseases. We study a wide variety of brain

with many basic neuroscience laboratories within the Institute.

織学的な手法を駆使して、脳の疾患の克服を目標に研究に取り組

diseases by using genetic, biochemical, cell biological, histological, andAnswering clinical questions through basic research and using theんでいます。これまで、水俣病やSMON病など社会に深く関わ研究に当たることができることは大きな特色であります。臨床で生究所です。この特色を生かして、当教室は、脳研究所の各教室

basic neuroscience branch but also a clinical neuroscience branch:
Departments of Neurology and Neurosurgery. Thus, the aim of ourimaging approaches, in collaboration with other departments in the

じた疑問から基礎研究が生まれ、また臨床にフィードバックすること

results to improve clinical medicine, is precisely what Professor

こそ、中田瑞穂先生が脳研究所設立当初に立てられた構想そのもNakata envisioned when he founded the Brain Research Institute.

のであり、私たちはそれを継承し、研究結果を世界に向けて発信しIt is our obligation to carry on this spirit, and all staff is dedicatedの原因解明と治療法の開発で成果を挙げてきました。一方で、多basic research. In the beginning, we revealed Niigata Minamata andto discovering new insight into neurosurgical practice. The main

くの神経内科医を輩出し、神経疾患の地域医療にも貢献していまSMON diseases, which are caused by toxic reagents, making us to haveresearch areas we are currently focusing on include: (1) establishing

す。日常の臨床の中から見出された新たな発見が、大きな研究てゆく使命があり、現在も教室員一同で新たな挑戦を続けています。現在取り組む研究課題としては、(1) 患者由来脳腫瘍細胞を用いた最適治療を解明する研究、(2) 脳脊髄液などの体液から得られるcell free DNAを用いた腫瘍診断法の開発（図１）、(3) ヒト神経軸索の再生や成長機構の解明、(4) 高難度の脳神経外科手術を確実なものとする手術支援システム・教育トレーニングシステムの開発、る疾患の原因究明をはじめ、神経難病を中心に様々な神経疾患

brain tumor cell lines and intracranial xenografts to develop theInstitute.
In the past 50 years, we have produced favorable results of clinical andprofound connections with society. Up to now, we established entities
of novel brain diseases and elucidated their etiologies and disease

成果に繋がっています。このように、私たちの研究成果は、多く

mechanisms by genetic, biochemical, and histological approaches.

detecting driver mutations from cell-free DNA of cerebrospinal fluidの患者さんと第一線で診療に当たる医療者の協力の上に成り立っWe have also educated a large number of neurologists. Careful(Fig 1), (3) identifying molecular makers of human axonal regenerationています。また、脳神経内科で扱う疾患は多様で、他の診療科

and development, (4) developing assistive surgical technology toとの境界領域も多く、神経内科医には総合的な臨床力が求められ

of patients and clinicians, and we will keep tight connection with them.

ます。私たちの教室は、この能力を持つGeneral Neurologist

Neurologists need comprehensive knowledge of medicine and a wide

best strategies to treat each tumor, (2) diagnosing brain tumors byenable accurate simulation for complex neurosurgery cases andobservation of patients by the excellent neurologists brought us fruitful
success in a new discovery. Our research is attributable to the support(5) フラビンタンパクイメージング基盤とし神経活動領域の術中可education of young neurosurgeons, (5) the establishment of real-time

視法の確立
（図２）
、(6) 西新潟中央病院てんかんセンターと連携しintraoperative brain mapping or neuromonitoring methods (Fig 2) (6)の育成に取り組みます。最先端の神経病態研究から、日々の神

たてんかんの病態解明に関する研究、などがあります。

collaboration with Nishi-Niigata Chuo National Hospital to elucidate

経診療まで、幅広い分野でのスペシャリストの養成を可能とし、

and skills to become a specialist in various fields from a cutting-edge

the complex pathophysiology of epilepsy.

世界の神経疾患の克服に向けた取り組みをリードする集団が私た

basic neuroscience to practical neurology. We are professional for brain

ちです。

range of social skills including communication, leadership, and problemsolving skills. We actively train young doctors to acquire the knowledge

diseases and will ensure the best possible support for our patients.

図2. 脳神経外科手術中のフラボタンパク質蛍光イメージング(C) 術中に大脳皮質表面の電気刺激による活動域を可視化．○が刺激部位．
図1 Fig 1

Fig 2. The intraoperative ﬂavoprotein ﬂuorescence imaging (iFFI).

ポリグルタミン病に対する医師主導治験の実施(C) The characteristic biphasic spatiotemporal pattern of iFFI for
cortical stimulation is shown as original pseudocolor images (upperrow) and surface-overlaid images (lower row). The circle is thecenter of the stimulation electrodes.
1516

脳梗塞に対する末梢血単核球細胞療法

遺伝性脊髄小脳失調症の代表的な病態である、ポリグルタミン病に対する、

低酸素低糖刺激を加えて極性を脳保護的に変化させて末梢血単核球を投与するこ

多施設共同医師主導治験を実施しています。2022年9月に全症例での観察期とで、血管新生、軸索進展を介して、脳梗塞ラットの運動感覚機能を回復させます。

間が終了し、結果解析を開始する予定です。

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／統合脳機能研究センター

五十嵐

島田

博中 教授

２００７年
２０１１年

最新技術を駆使した学際的アプローチにより神経科学のフロンティアに挑みます。

研究活動／統合脳機能研究センター（臨床機能脳神経学分野）（生体磁気共鳴学分野）
〈略歴〉
１９８４年
１９８４年
１９９１年
１９９４年
２００５年

斉 教授

〈略歴〉
2003年
2005年

日本医科大学卒業
日本医科大学第二内科（神経内科）
カリフォルニア大学ディビス校 神経内科
都立荏原病院 神経内科
新潟大学 脳研究所 統合脳機能研究センター
臨床機能脳神経学分野 助教授
同 准教授
同 生体磁気共鳴学分野 教授

2009年

2014年
2016年

〈業績例〉
現在進行しているプロジェクトでは脳の水動態をテーマに、当センターの創設者である中田力先生が提唱した生体脳の水分子の動態を無侵襲に評価するMRI測定法であるJJVCPE法の実用化に成功し、これを用いて、脳組織内の代謝産物等の不要物や有害物質の排泄にはグリア細胞に多く存在する水チャンネルであるアクアポリン4が関与すること(Neuroreport. 2014;25(1):39)、アルツハイ
マー病モデルマウス(Neurol Res. 2014;36(12):1094) およびヒトのアルツハイマー病症例(PLoS One.2015;10(5):e0123708)
では排泄効率が低下していることを突き止めました。この結果をアルツハイマー病をはじめとした神経疾患の発症前診断と先制医療に生かすべく研究を進めています。

2017年
2021年

千葉大学医学部卒業
千葉大学大学院入学
放射線医学総合研究所 客員協力研究員
千葉大学大学院卒業（神経内科学）
放射線医学総合研究所 博士研究員を経て研究員
同、主任研究員
独法統合に伴い、量子科学技術研究開発機構 主任研究員
同、主幹研究員
新潟大学 脳研究所 教授〈業績例〉
Tagai K, et al. High-Contrast In Vivo Imagingof Tau Pathologies in Alzheimer's and NonAlzheimer's Disease Tauopathies. Neuron.
2021;109(1):42-58.e8.
Shimada H, et al. Association between Aβ andtau accumulations and their inﬂuence on clinicalfeatures in aging and Alzheimer's diseases p e c t r u m b r a i n s : A [11C ] P B B 3 - P E T s t u d y .
Alzheimers Dement (Amst). 2017;6:11-20.

脳機能解析学分野

生体磁気共鳴学分野

臨床機能脳神経学分野

Dept. of Integrated Neuroscience

Dept. of Biological Magnetic ResonanceDept. of Functional Neurology & Neurosurgery

生体内の脳病理を可視化し、健康な脳老化と脳疾患発症の分水嶺解明に挑みます。

ヒト特有の高次脳機能の解明には、ヒトそのものを対象とした検量子理論の身近な応用である磁気共鳴は、多彩な脳機能検索法

かつて脳機能イメージングと呼ばれたヒト生体イメージング手法

Recent development of in vivo imaging enable us to track disruption

索は必須です。言語機能の解明、抽象観念機能の解明などはそを提供する応用性の高い学問として名高いものです。非侵襲性は、たゆまぬ研究開発の積み重ねにより、今や脳機能のみならず

of brain environment, such as abnormal protein deposition andの良い例です。本分野は技術革新に伴って登場した多くの非侵襲検索法の技術開発は脳機能解析にとって不可欠な存在であり、ま多様な脳内環境異常を可視化する「脳病態イメージング」と呼ぶに性検索法を駆使して、ヒト脳機能の解明を統合的に行うことを目た、医学と物理工学との融合は、ヒト脳機能解明への適切なア

相応しい技術にまで昇華しました。本分野は陽電子放射断層撮像

aging and brain diseases, and to reveal pathological bases of diverse

的とした分野です。脳神経科学、画像学、行動心理学等を広く

プローチを提供します。本分野は数理工学の最先端知識を駆使

法(PET, positron emission tomography)や核磁気共鳴画像

brain disorders using multimodal imaging technique including PET

統合した研究・教育を担当しています。

して、ヒト脳機能の詳細解明を図る分野です。磁気共鳴の研究、(MRI, magnetic resonance imaging)などの脳病態イメージン(positron emission tomography) and MRI (magnetic resonance

教育に加え、シミュレーションを中心としたヒト脳機能の非線形数グ技術を駆使して、正常加齢から逸脱して脳疾患を発症する病態

理解析の研究、教育を担当しています。

の解明を行うことを目的とした研究分野です。所内外の臨床・基

to the establishing novel techniques of early diagnosis, treatment

礎研究分野ならびに企業と密な連携を構築し、精神神経疾患のand prevention, by collaborating with government, industry, andcomponent of the recent remarkable advancements in the state

病態解明と疾患の早期診断・治療・予防法開発に資する研究を

academic researchers inside and outside Brain Research Institute.

of our knowledge of human brain function. Magnetic resonance

推進するとともに、臨床という出口を見据えたトランスレーショナ

A final objective of human neuroscience is the elucidation ofbrain functional organization of human-specific brain functions,for example, language and abstract thinking. The Department ofIntegrated Neuroscience focuses on the research and education ofphysiological human brain function based on integrated applicationsof state-of-the-art, non-invasive technologies such as functional MRI,
diffusion tensor analysis, and high density electrical mapping.

Continuous technological development represents an indispensable

is a field which provides a number of versatile non-invasive

ル研究を行うエキスパートの育成に努めます。

methodologies applicable to the analysis of human specific brainneuroinflammation in addition to neuronal function. The aims of ourdepartment are to investigate the watershed between healthy brain

imaging). We will execute the clinical imaging study contributing tofinding out pathological bases of neuropsychiatric disorders, leading

As a leading laboratory in this field, we have ambitious plans tocultivate human resources capable of conducting translational
study.

function. The Department of Biological Magnetic Resonance focuseson the research, development and education of magnetic resonancetechnologies as well as the research and education of human brain
function based on integrated knowledge of advanced engineeringand non-linear computational analysis.

神経路画像

Tractography

脳形態のシミュレーション

MRIの拡散テンソル解析により得られる固有ベクトルの情報から神経路を描出

熱対流を支配方程式とする数値シミュレーションの結果です。 脳をひとつのするためのアルゴリズム出力の例。同時に施行されたfMRIにより同定される運「系」
として表現する理論モデルを構築するための重要な第一歩です。

左：陽電子放射断層撮像装置(PET, positron emission tomography)
右：イメージングによる脳病態評価と治療効果判定
（概念図）

動性言語野
（青）
と感覚性言語野（緑）をつなぐ神経路（橙）探索の一例。
17

18

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

センターのメンバー（2022年5月）

研究活動／生命科学リソース研究センター・バイオリソース研究部門

研究活動／生命科学リソース研究センター・バイオリソース研究部門

脳研究所の叡智を集結し、認知症の研究開発を推進します。

池内

健

笹岡

教授

〈略歴〉
1991年 新潟大学 医学部 卒業
2000年 新潟大学 大学院医学科博士課程修了
2000年-2003年 シカゴ大学 博士研究員
2003年 新潟大学 医歯学総合病院 助手
2004年 新潟大学 脳研究所 助手
2007年 新潟大学 脳研究所 助教（併任）
2007年-2008年 文部科学省 研究振興局 学術調査官
2011年 新潟大学 研究推進機構 超域学術院 准教授
2013年 新潟大学 脳研究所 教授

遺伝子機能解析学分野
Dept. of Molecular Genetics

運動・情・意の制御におけるドーパミンの働きに着目して研究しています。

〈業績例〉
Ikeuchi T, Yano Y, Sato W, Morikawa M, Toru S,
Nishikawa C, Miyazawa N, Kuroha Y, Koide R, Tanaka
S, Utsumi K, Kasuga K, Tokutake T, Ono K, Yano S,
Naruse S, Yajima R, Yokoyama Y, Kitamura A, Kaneko
E, Yamakado M, Kitamura H, Kanda M, Nagao K.
Development and validation of a novel nutrition
related multivariate index for mild cognitive
impairment based on the plasma free amino acidprofile. Nutrients 14:637, 2022 / doi: org/10.3390/
nu14030637

動物資源開発研究分野
Dept. of Comparative & Experimental Medicine

俊邦 教授

〈略歴〉
1990年 名古屋大学大学院
医学研究科 博士課程修了
1990年 日本学術振興会特別研究員
1992年 九州大学 生体防御医学研究所
附属発生工学実験施設 助手
1992年 米国タフツ大学医学部
神経科学部門 ポスドク研究員
1993年 米国マサチューセッツ工科大学
癌研究センター ポスドク研究員
1996年 国立精神・神経センター神経研究所
機能研究部 室長
2000年 国立精神・神経センター神経研究所
疾病研究第七部 室長
2003年 基礎生物学研究所 形質転換生物研究施設 助教授
2010年 北里大学医学部 実験動物学単位教授
2013年 新潟大学脳研究所
生命科学リソース研究センター
動物資源開発研究分野 教授〈業績例〉
Saito et al. D1 receptor mediated dopaminergic
neurotransmission facilitates remote memoryof contextual fear conditioning. Front Behav
Neurosci 2022 Feb 17; 16: 751053.
doi: 10.3389/fnbeh.2022.751053.

認知症の研究開発は、大きく変貌しています。症状の改善を目指

Recent research and development of dementia has drastically

す症候改善薬から、病態に根本的に作用する疾患修飾薬へ薬剤開changed. Therapeutic approach to dementia has shifted from

本分野では、ドーパミンが関わる重要な神経疾患の一つである

率的な遺伝子操作動物作製も進めています。これらの実験技術

symptomatic drugs to disease-modifying drug. More attention has

パーキンソン病（PD）に着目し、PDモデル動物として、ドーパミを駆使して、動物実験環境をSpeciﬁc Pathogen Free (SPF) 環

ン情報を伝えるドーパミン受容体等の遺伝子操作マウスを作製し境に保持し、かつ計画的な動物の生産による効率的な研究の実施に貢献しています｡

発はシフトしました。診断面では、臨床症候に立脚した臨床診断か
ら、脳内病変を反映するバイオマーカーを基盤とした病態診断がbeen paid in dementia to pathophysiological diagnosis based on
biomarker rather than symptom-based diagnosis. Prospering in

重要視されています。このようなパラダイムシフトを先取りし、当research by virtue of paradigm shift, we have pioneered researchて研究しています。モデル動物の行動や神経回路を解析すること

研究室では、認知症医療の変革を目指した研究を行っています。

that will bring revolution in clinical practice of dementia. Our

により、運動調節や学習・記憶の仕組みの解明と治療法開発へ

mission has two elements; one is biomarker development, and theの発展を目指しています。併せて、神経細胞の形成や機能を担う

Dopamine is thought to play an important role in motor control,

RNA結合タンパク質の解析も行っています。また、受精卵の発memory, learning and motivation. We focus on Parkinson's disease

私たちの研究の二つの柱は，バイオマーカー開発とゲノム研究で

other is genome research of dementia. We attempt to see through

す。疾患コホート研究で収集した血液や脳脊髄液を用い、発症前pathological changes occurring in the brain affected with dementia

からの症候期にわたる脳内病変の進展をバイオマーカーで把握しま

using blood and cerebrospinal fluid samples from preclinical phase

生初期の発生生殖工学的実験処置が個体発生に及ぼす影響の解す。ゲノム情報に基づいて認知症を理解するために、私たちは国

to symptomatic phase. We have established large sample collection

析や、モデル動物開発分野と共同し、欠損した臓器を胚盤胞補完

dopamine receptors and their related molecules. By analyzing animalof genomic DNA for dementia disorders. Whole genome/exosome

法により再生させる研究も行っています。さらに、マーモセット生

behavior and neural circuit activities of the PD model mice, we aim to

殖組織をマウスに異種間移植し、成熟させた組織を用いた新しいclarify the role of dopamine signaling on motor control, learning and内最大規模の認知症ゲノムリソースを構築しました。次世代シーク

analyses have been applied in the genome analysis of dementia(PD), which is one of the most common neurological diseases, andas a PD model animal, we develop genetically modified mice for

エンサーを用いた全ゲノム/全エクソーム解析を行い、日本人に特to explore novel genetic factors in Japan. We have provided a

有な遺伝的リスクの解析を進めています。また、認知症のクリニカ

clinical sequence examination for physicians across Japan for

ルシークエンス拠点として全国展開し、認知症に対するゲノム医療

genetic diagnosis of dementia. By this effort, we will contribute

本分野は全学共同利用の動物実験施設の管理運営を担当し、高to the realization of genome medicine of dementia in Japan. Even

度化した動物実験の推進のため、マウス、ラット、ウサギ、モルeffects of in vitro culture of early-stage mouse embryo on individual

though the environmental surrounding of dementia research has

モット、イヌ、ブタ、ニホンザル、マーモセット、メダカなどを用

development. In collaboration with the Department of Animal Model

いる動物実験環境を整えるとともに、体外受精、胚移植、胚・精Development, we are also working on the regeneration of defectiveの実装を実現させたいと考えています。認知症研究を取り巻く環
境は大きく変貌していますが、認知症の方に明るい未来を提供するという初心を忘れずに、日々の研究を着実に進めていきます。

胚操作システムの開発にも力を注いでいます。

been drastically moving, we keep pioneering the dementia researchwithout forgetting our mission that we will deliver a bright future to

子の凍結保存などの発生・生殖工学技術を用いた研究支援を行っ

patients with dementia.

ています。また、急速に進歩しているゲノム編集技術により、効memory, leading to develop a new therapeutic approach for PD. We
are also studying RNA-binding proteins that are responsible for neuralcircuit formation and functions. In addition, we are analyzing theorgans by blastocyst complementation and the development of a
new embryo manipulation system by using xenotransplantation of
marmoset germline tissues.
Our department is in charge of the management and operation of
the University-wide animal experimentation facility, which provides
an animal experimentation environment using mice, rats, rabbits,
guinea pigs, dogs, pigs, Japanese macaques, marmosets, andkillifish for advanced animal research. We also support researchusing reproductive technologies such as in vitro fertilization, embryotransfer, embryo and sperm cryopreservation. In addition, we create
genetically engineered animals using rapidly advancing genome
editing technology. These techniques are used to maintain the
animal experimentation facility in a Specific Pathogen Free (SPF)
environment, and contribute to efficient research through systematic

認知症の新しい医療モデル

animal production.

研究室のメンバー（2022年4月）
19

20

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／生命科学リソース研究センター・バイオリソース研究部門

モデル動物開発分野
Dept. of Animal Model Development

研究活動／生命科学リソース研究センター・脳科学リソース研究部門

脳高次機能を担う分子機構を遺伝子改変動物から解明します。

脳疾患標本資源解析学分野
Dept. of Pathology Neuroscience

脳神経疾患の病態病理学的研究を進め、本邦のブレインバンク
中核拠点として活動しています。

当分野の研究目的は、記憶・学習など脳高次機能の分子機序を解明することであり、そのために分子生物学および発生工学の手脳研究所は設立当初から脳神経疾患の臨床病理学的研究を進め

The neurosurgeons, neurologists, and neuropathologists of Brain法を用いて研究を進めています。中枢神経系を構成する神経細て参りました。この長年にわたる地道な活動は、患者や家族の思

Research Institute, Niigata University, have performed high-

胞はシナプスという構造を介して情報を伝達しますが、当分野でいを受け多くの臨床医や病理医が注いだ情熱と、研究所や本学は、シナプスに存在し神経伝達や可塑性発現への関与が示唆さ関係者の理解があって、はじめて継続し得たことだと思います。

comprehensive collection of human brain tissue resource obtained

れている分子に焦点を絞り解析を進めています。脳機能解析に適

当分野は研究所各分野と協力しつつ、こうした活動から蓄積されfrom consecutive autopsies and surgical resections. We takeてきたヒト脳神経疾患の組織標本リソースを管理し、それらを用

advantage of opportunities to advance the medical science through

したC57BL/6N系マウスES細胞を用いた標的遺伝子組換え法により、当該分子を欠損あるいは改変したマウスを作出し、これらの遺伝子改変動物の表現型を行動学的、組織学的、生化学的、
電気生理学的手法や、新規開発された最先端の技術を駆使して（左上）
当分野で樹立されたC57BL/6N系マウスES細胞であるRENKA細胞。

いた病態病理学的研究を進めています。脳研究所は、病理解剖（左下）マイクロインジェクション法によるキメラマウス作製。ICRマウス8細胞

quality clinicopathological practice for over 50 years. Through theexperience, as an academic pathology department, we have built a

individual and collaborative research by using the tissue resource,
for understanding pathomechanisms underlying brain disorders.

3,400例や手術生検20,000例からなる多数の標本リソースを有胚中にわずか数個のES細胞を注入することで、全細胞がES細胞由来のマウス（100%キメラマウス）が作製可能です。
（右）作製されたキメラマウス。毛色がしています。なかでも30,000点に及ぶ生鮮凍結脳組織は、本邦

解析することで、各分子が担っている生理機能を個体レベルで明黒色に近いほどES細胞に由来する細胞の比率が高くなります。右端の黒色マ

およびアジア最大規模であり、世界的に見ても有数のリソースコ

らかにしています。また、神経疾患に関連する遺伝子を標的としウスは100%キメラマウスです。

レクションです。脳研究所が行っている事業：全国共同利用・共て、ヒト神経疾患モデル動物の開発とその解析も行っています。

同研究拠点の担当部門として、また本邦のブレインバンク中核拠

近年、マウスと比較して非常に困難であると考えられてきたラット点として、脳腫瘍、筋萎縮性側索硬化症、難治てんかん、パー

胚性幹細胞の樹立と遺伝子改変ラット作製にも成功し、さらにゲ

キンソン病、統合失調症などに関する様々な共同研究課題を進め

ノム編集技術を適用することで、より洗練された遺伝子改変動物ています。

作製技術の開発を遂行しています。さらに、遺伝子改変動物作製に関わる技術者の育成にも力を入れています。

Our research efforts are focused on understanding of molecularmechanisms of higher brain functions such as learning and memory.
Making good use of current methods in molecular biology anddevelopmental engineering, we are now engaged in the following
projects: 1) functional assay of neurotransmitter receptors and

当分野で樹立されたSD系統ラットES細胞より作製された遺伝子改変ラット。

related molecules with gene-targeting techniques, 2) generation（右）マイクロインジェクション法により作製されたキメララットと野生型ラット

and analysis of animal models for human nervous diseases, 3)との交配により得られた3頭の産仔。
（左）全身性に蛍光タンパクVenusを発現

establishment of germ line-competent embryonic stem cells

するベクターを導入したES細胞由来の遺伝子を有する1頭が黄緑色に光っていderived from rat embryos, and 4) development of basic methods for

ます。

generation of gene-modified animals using gene-editing technology.
21

22

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

光学顕微鏡観察用ガラス

超低温冷凍庫（-80℃）
専用

標本を収納している電動室。 計32台に3万 点 の 生式スタックランナー。ガラ

鮮 凍 結 脳を収 納し、デジス標 本 は200万 枚 保 存しタルデータベース管理し

ています。

ています。

研究活動／生命科学リソース研究センター・脳科学リソース研究部門

研究活動／生命科学リソース研究センター・脳科学リソース研究部門

小さな魚をみることで、神経難病をみています。

松井

秀彰 教授

〈略歴〉
2001年 京都大学医学部卒業、住友病院神経内科など勤務
2010年 京都大学大学院医学博士修了
2011年 ドイツTU Braunschweig大学博士研究員（フンボルト財団フェローシップ）
2016年 新潟大学 研究推進機構 テニュア・トラック准教授
2020年 新潟大学 脳研究所 教授

脳病態解析分野
Dept. of Neuroscience of Disease

分子神経疾患資源解析学分野
Dept. of Molecular Neuroscience

脳の特性に注目し、その病気の解明を目指しています。

脳に独自の様々な病気がありますが、その多くは根本的な治療

Our brain diseases are unique, while we have no therapeutic法がありません。我々の研究室では、脳の特性に注目し、これら

strategy for these diseases. We aim to develop diagnostic methodsの病気の新しい診断方法、治療方法を開発することを目標としています。脳の組織の特性は、その張り巡らされた特殊な血管機〈業績例〉
Matsui H, et al. Cytosolic dsDNA of mitochondrial origin
induces cytotoxicity and neurodegeneration in cellular andzebrafish models of Parkinsonʼs disease. Nat. Commun.
12(1), 3101 (2021)
Matsui H, et al. Age- and α-Synuclein-Dependent
Degeneration of Dopamine and Noradrenaline Neurons in
the Annual Killiﬁsh Nothobranchius furzeri. Cell Rep. 26(7),1727-1733 (2019)
Matsui H, et al. Functional regionalization of the teleost
cerebellum analyzed in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
111(32), 11846-11851 (2014)

ヒトの脳の中には千億とも言われる神経細胞とそれ以上のグリア

There exist approximately 100,000,000,000 neurons in each human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

brain, and the number of glia cells is much more than that ofと、さながら脳は小宇宙とも言えますが、さらに複雑なことに神neurons. Supposed that each neuron is a star in the Universe, we
could compare the brain to a small Universe within. However, things

経細胞は多数の突起をのばして各々にシグナルを伝達しあっていare more complicated because each neuron extends long fibers toます。ある意味では宇宙よりも複雑かもしれません。

other neurons for communicating signals. In one sense, the brain, asmall Universe, is much more complicated than the Universe itself.

and therapeutic strategies for these diseases. For this purpose, we

宇宙の星の一つ一つを全て研究することは技術的にも理論的にもhave to know the unique property of the brain and brain diseases.

時間的にも不可能です。しかし身近な太陽や太陽系の惑星を研究

the twinkling stars in the sky. But we could estimate the characters

することで、他の恒星や惑星の性質を類推することは可能です。

of stars or planets by carefully observing and analyzing the sunand planets in the solar system. It is also impossible to elucidate

The brain has a neurovascular network consisting of unique

It is theoretically, technically and physically impossible to study all

構と、構成する特殊な細胞群にあります。また、脳の疾患の特性

cells. Most of the brain disease is accumulating the particularは、特定のタンパク質が特定のシステムに蓄積するというシステ

protein within distinct nervous systems. We focus on both these

同じように脳の神経細胞およびその連絡を一つ一つ明らかにする

characters in our research by using more than thousand human

ことも同様に不可能ですが、ミニチュア版の脳が存在すればそこ

brain samples stored in our institute. The brain bank gives us anから類推し正しい結論を導きだすことは可能です。

brain and deduce common principles from the mini-brain.
This is the way that we have followed. We will disclose the phenomenon

ム選択性にあります。この組織と病気の特性に注目することが重要です。脳研究所は、ヒトの病理標本を多数保有し、ヒトの脳疾

excellent opportunity to elucidate the human brain disease. Our

患を研究する上で大きな利点があります。この利点を生かし、疾current research projects are, 1) elucidation of a fluctuation of RNA

患脳で、これらの特性を理解し、その異常を解明することを目指

metabolism in the amyotrophic lateral sclerosis, 2) explanation of

私達は小型魚類の中枢神経を研究することで、ヒトの脳内で起きa mechanism for maintaining the neurovascular coupling which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contributes a higher function of our brain, 3) developing the therapy

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しています。現在の研究課題は、１）
TDP-43の関連する筋萎縮性側索硬化症でのRNA代謝のゆらぎ、２）
脳血管性認知症に於ける神経血管連関と、それを支える壁細胞生存メカニズムの解明、and the new evaluation system for ataxia. From an entirely new
perspective, we will address these issues.

３）
ポリグルタミン病の進行抑制治療法とその評価方法の開発です。全く新しい視点で、神経疾患の克服を目指しています。

occurring in human brain by studying Fish brain. Especially ouraim is to elucidate the mechanism of neurological diseases anddisorders, deepening scientific and social understanding for some,or finding a drug for others. We human beings have evolved

経の構造や機能は既に魚の段階から存在します。魚で脳・神経のexactly from Fish, and most of the functions and structures in the

働きおよび病態を解明し、得られた知見を脳研究所に蓄積された

human brain are preserved in Fish brain. Our laboratory has tried

神疾患の治療や理解につなげていきます。

ALS運動神経細胞内のTDP-43 mRNAの分布

but we are able to reach a right conclusion if we handle a miniature

けます。我々人類は魚類を経て進化しており、ほとんどの脳・神ヒト試料と照らし合わせることで、これまで難しかったヒト神経精遺伝性脳血管性認知症CARASILでみられる脳小血管の異常

functions, anatomies and networks of all the neurons one by one,

uncovering the physiological functions and pathophysiology of thehuman brain by comparing Fish and human brains, and we will
surely find therapies for neurological diseases and disorders.
アフリカメダカは加齢及びαシヌクレイン依存性にパーキンソン病様の表現型を呈する。

小型魚類の脳神経系。マゼンダはTH陽性のドパミン及びノルアドレナリン神経。

23

24

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／生命科学リソース研究センター・脳科学リソース研究部門

杉江

淳 准教授

〈略歴〉
2010年

東京大学大学院理学系研究科修了、
博士
（理学）
取得
2011年 ドイツマックスプランク研究所 研究員
2012年 ドイツ神経変性疾患研究所 研究員
2016年 新潟大学 研究推進機構 テニュア・ト
ラック助教
2020年 新潟大学 脳研究所 准教授

ショウジョウバエモデルを用い、神経回路を健康に保つ
分子基盤を解明します。

脳病態解析分野

Dept. of Neuroscience of Disease〈業績例〉
Sugie A., Marchetti G., and Tavosanis
G . ( 2018 ) N e u r a l D e v e l o p m e n t . 13 : 14h t t p s : / / d o i . o r g / 10 . 1186 / s 13064 - 018 0111-z Structural aspects of plasticity in the
nervous system of Drosophila.
Sugie A., Hakeda-Suzuki S., Suzuki E., Silies
M., Shimozono M., Möhl C., Suzuki T. andTavosanis G. (2015) Neuron, Volume 86,
Issue 3, 711-725. Molecular remodeling of
the presynaptic active zone of Drosophila
photoreceptors via activity-dependent
feedback.

脳の神経回路は、通常は生涯に渡ってその機能を維持し続けまNeural circuits of the brain usually maintain their function over a

す。そのためターンオーバーによって健常な組織を維持する他のlong duration; therefore, it is believed that circuit-forming neurons

体細胞と異なり、回路を形成している神経細胞は独自の細胞間相互作用によって長期的に健康状態を保つメカニズムを有している

sustain a long-term health-maintenance mechanism via unique cellcell interactions, unlike somatic cells that preserve tissue healthvia cell turnover. Disruption of this circuit-maintenance mechanismと考えられます。これが破綻すると老化または神経変性疾患や精could lead to aging, neurodegenerative diseases, and mental

神疾患へと繋がることが予想されます。しかし、神経細胞を維持

disorders. However, intercellular communication mechanism toするために機能する細胞間コミュニケーション機構は調査に要する期間が非常に長く、十分解明されていません。私達は個体の生活環サイクルが短く重複遺伝子が少ないショウジョウバエのメリットを活かし、複雑な遺伝子解析を迅速に推進しこの問題に取り組んでいます。そして、神経細胞間で情報伝達の場となるシナプスや（図1）、隣接細胞間を隔てる細胞膜を構成するリン脂質の代謝に焦点を当てた細胞間相互作用解明に向けた研究を進めて
おります
（図2）
。これらの研究から、シナプスや脂質代謝の適切な調節による新規神経保護の分子基盤の知見の提案し、従来説

maintain neuronal health has not been fully elucidated owing
to such an investigation being time consuming. We overcome
this complication by taking advantage of the short life cycle andrarely duplicated genes of Drosophila that enable rapid genetic
analyses. We are conducting research that focuses on synapses
that serve as transmission sites for neuronal information. Further
studies are also being undertaken to investigate the metabolismof the phospholipids that constitute the cell membranes between
adjacent cells. From these studies, we expect to propose novel
findings on the molecular basis of neuroprotection throughregulation of synapse transmission and lipid metabolism.

明がつかなかった神経変性疾患や精神疾患の脳回路で起こる障害の実体解明につなげることを目指します。

A

B

C

ショウジョウバエ視神経軸索に

脂質代謝異常によるあるシナプス

神経形成異常（A）
シナプスの分布と数の半自動定（A）
ショウジョウバエ成虫脳量。シナプスの位置情報、スポットととキノコ体(点線部)。
（B）野して判定されるシナプスのシグナル

生型キノコ体の1細胞。
（C）強度、そしてバックグラウンドとなる

脂質代謝に必要なDIP2の細胞質のシグナル強度の模式図。
（B）

変異体では過剰な軸索枝がショウジョウバエ視神経軸索終末（青観察された。各図の矢印は色）とシナプスマーカー
（白色）
（
。C）
画

軸索枝を示す。

像解析ソフトウェアIMARISの自動選（図2）

択によるシナプスのスポット化。
（図1）25