研究活動／基礎神経科学部門

神経栄養因子、
サイトカインの脳神経作用を研究しています。

那波
〈略歴〉
1986年
1986年
1989年
1991年
1994年

宏之 教授
京都大学大学院医学博士修了
Calf Inst Technologyポスドク
京都大学医学部助手、助教授
Cold Spring Harbor Lab
主任研究員
新潟大学 脳研究所 教授〈業績例〉
Namba H, Nagano T, Jodo E, Eifuku
S, Horie M, Takebayashi H, Iwakura
Y, Sotoyama H, Takei N, Nawa H.
Epidermal growth factor signals
attenuate phenotypic and functional
development of neocortical GABA
neurons. J Neurochem 142 (6), 886900 (2017)

分子神経生物学分野

Dept. of Molecular Neurobiology

脳内の神経細胞やグリア細胞は、神経伝達物質のような物質だ

Neurons and glial cells communicate to each other not only via

けではなく、神経栄養因子やサイトカインと呼ばれている生理活

neurotransmitters but also using various bioactive proteins, namely

性蛋白を介して脳の恒常性を保っています。我々の研究室の最終目標は、これらの生理活性蛋白がどのように脳の発達を制御

neurotrophic factors and cytokines. Our long-term objective is toelucidate the molecular and pathologic mechanisms of how thesebioactive proteins regulate brain development or perturb neural

し、また脳機能を障害してしまうかという疑問を解明することにfunctions. Our efforts have been paid to the following projects:あります。我々はこれまで以下の3つのプロジェクト
（１）
生理活性

(1) the specificity and functionality of the intracellular signaling

蛋白によって駆動される細胞内シグナル分子の挙動とその細胞
機能（BDNF、mTOR、S6 kinase、AMPKなど）の解明、（２）
生理活性蛋白による脳内モノアミン神経の発達制御や機能調節（EGF、NRG1、EGFR、ErbB4)機構の分析、
（3）
統合失調症
の分子病理学と回路制御学、及びその動物モデリング（行動学的
幻覚再現、事象関連電位、社会行動変化の生理学）を実施してきました。現在、我々は分子生物学的、組織化学的手段や電気生
理学的、行動学的機器、全てを駆使してこれらの研究を遂行しています。今後、これらの研究結果が統合失調症、自閉症などの発達性脳疾患の解明に繋がるとともに、新薬開発のシーズとなる

driven by these bioactive proteins (BDNF, mTOR, S6 kinase,
AMPK), (2) the cytokine-dependent regulation of monoaminergic
development and function (GDNF, EGF, NRG1, EGFR, ErbB4), and(3) the molecular and system neuropathology of schizophrenia andits animal modeling (hallucination, auditory-evoked potential, social
withdrawal). Currently we are addressing these questions employing
all types of biological approaches including molecular genetic,
biochemical, cell biological, electrophysiological, pharmacological,
and behavioral tools and techniques. We hope these studies willlead to the understanding of how these bioactive factors control
the onset and progression of developmental brain diseases such as
schizophrenia, autism, which might hint at developing new drugs.

ことを期待しています。

ラットの陰性鳴き声で飛び跳ねる精神疾患モデル動物

ラットの超音波による異性間コミュニュケーション
9研究活動／基礎神経科学部門

脳の生理および病態を細胞・分子レベルで解明します。

三國
〈略歴〉
2003年
2012年
2013年
2018年

細胞病態学分野

Dept. of Cellular Neuropathology

貴康 教授
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.

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

Our goal is to understand the physiology and pathophysiology

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

of the brain at the cellular and molecular levels. We established

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高精度かつ迅速に観察する方法「SLENDR」
を確立しました（Cell,“SLENDR”, a technique based on in vivo genome editing, to image
endogenous proteins with high specificity, resolution and contrast in
single cells in mammalian brain tissue (Cell, 2016). In addition, we

2016）。また、脳の任意の細胞種、脳部位あるいは脳全体で正recently developed “vSLENDR”, a genome editing method to target

確なゲノム編集を行う技術「vSLENDR」を確立し、あらゆる時期

virtually any cell-types, areas and ages across the brain, widely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,2017）。今後は「SLENDR」
および「vSLENDR」の方法を駆使し、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.

発につなげます。

Cas9タンパク質は、ゲノムの特定の配列を切断する。
目印となるタグ配列を含む
鋳型DNA存在下において、
相同組み換えにより、タグ配列が正確にゲノムに挿入される。転写、翻訳により、

10

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

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

タグ配列が結合したタンパ

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アクク質が産生され、目的のタチン（左）、大脳皮質と海馬でERK2（中）、海馬でCaMKIIα（右）を効率良く標識ンパク質を観察できる。

している。

研究活動／基礎神経科学部門

システム脳生理学分野

大脳皮質の感覚野から連合野へ、さらに連合野の機能としての意識へ。

Dept. of Neurophysiology

マウスの頭蓋骨はうすく透明で、酸素代謝を反映するフラビン蛋

The skull of mice is thin and transparent. Therefore, cortical

白蛍光を用いると、大脳皮質の活動を容易に可視化できます。

activities are easily visualized using endogenous flavoprotein

特に、聴覚野・視覚野・体性感覚野といった一次感覚野の活動を解析するのは容易であり、私たちはこのメリットを生かして詳細な

fluorescence signals reflecting the activity-dependent changes inoxidative metabolism in mice. We are investigating cortical activities
in the auditory, visual and somatosensory cortices using this

機能構築や経験依存的可塑性を研究しています。さらに最近は、technique. Recently, we’ve started to investigate higher association

研究対象を連合野（聴覚野・視覚野・体性感覚野の間に存在する

cortices between these primary sensory areas, of which functions

領域）へと拡大しつつあります。連合野は以前からサルなどの霊長類を使って研究されてきており、そのニューロンは様々な刺激に対して応答するので、その名のとおり情報の連合（統合）をしているのではないかと考えられています。その統合された情報は、
認知・注意・判断・記憶・意欲・精緻な運動などの高度な精神機能に使われるとされていますが、その神経回路メカニズムは現在
ほとんど分かっていません。マウスはこれまで連合野研究には使
われてきませんでしたが、遺伝子改変マウス等の遺伝学的手法を用いることで、連合野機能の神経基盤が解明できるのではないか

are largely unknown in mice. Previous researches using primatessuch as monkeys have shown that neurons in the association
cortices respond to various stimuli, and are involved in association(integration) of information. The integrated information is said tobe used for higher brain functions such as cognition, attention,
judgment, memory, motivation, and fine exercise, but its neuralnetwork mechanism is hardly understood at present. Althoughmice have seldom been used for the researches on the associationc o r t i c e s , we a re n ow c h a l l e n g i n g t o i nve s t i gat e t h e n e u ra lmechanisms of their higher functions with using genetic tools suchas transgenic mice.

と考え、研究を進めています。

フラビン蛋白蛍光イメージ

麻酔したマウスの大脳皮

ングでマウス１次視覚野（Ｖ

質感覚野を解析すると、

１、 上 右 ）と２次 視 覚 野（Ｖ

音 刺 激に対して 聴 覚 野

２、 上 左 ）の 活 動を別々にが、視覚刺激に対して視記録できます。さらにそれ

覚野が、皮膚刺激に対しぞれのニューロン活動を２て体性感覚野が応答しま

光子イメージングで詳細にす。これらの領域は、意

解析できます。

識のない麻酔下では刺激に応じない、高次連合野に取り囲まれています。

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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
1993年 新潟大学医学部附属病院 医員・病理部
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
新潟大学大学院医歯学総合研究科
教授・脳病態病理学分野

病理学分野

〈業績例〉
Kitaura H, et al. Pathophysiological characteristicsof the subiculum associated with epileptogenesis
in human hippocampal sclerosis. EBioMedicine
2018; 29: 38-46.

Dept. of Pathology
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象

Mission: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術・

To provide the highest quality pathology services and scientific

生検例を対象とした外科病理を行なっており、また脳神経疾患の病態形成機序を明らかにする研究を進めています。

evidence focused on the advancement of developments in the fieldof neuropathology.
Vision:

ミッション：
信頼性の高い臨床病理診断と知見を提供し、また医学・医療分野としての神経病理学を推進する

As an academic pathology department, we aim to deliver ahigh degree of professionalism in clinicopathological diagnostic
services and neuropathology research, utilizing comprehensive andinnovative approaches and building departmental competence tomeet the needs of patients, institutions, and society.

ヴィジョン：• 私たちは、教育研究機関の病理学教室として、神経系を専門とした臨床病理診断と研究を進めます• 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れ、

Our approach will involve taking full advantage of opportunities toadvance both the science and practice of neuropathology throughindividual and collaborative research, which hopefully will produce
leading practitioners and researchers.

患者や社会のニーズに叶う、また学術動向にみあう、ラボとしての経験知を構築します• 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努めます

神経軸索スフェロイド形成を伴う遺伝性びまん性白質脳症（HDLS）
におけるミクログリアの形態学的異常。ミクログリアマーカーであるIba1免疫染色では、華奢で捻れや、結び目様の構造を示す突起を持つミクログリアが観察され、形態の多様性を減じています (a, b)。電子顕微鏡による観察では、突起内に空胞化を呈す
る粗面小胞体を認め、タンパク質合成の低下が疑われました (c)。
ミクログリアの機能異常がHDLSの病態に関与する可能性が示されました。Tada M, et al. Ann Neurol. 2016; 80: 554-65.
12

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／病態神経科学部門

分子病態学（客員）分野

形態と分子の両面から神経変性疾患の病態に迫ります。

Dept. of Molecular 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

suffering from various neurological diseases. Abnormal accumulationof protein in neurons and glial cells is a histological hallmark ofneurodegenerative 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 movement

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
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
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
し解析を進めています。
現在の主な研究テーマは以下です。
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
統萎縮症、タウオパチー、運動ニューロン病）
における封入体形成と神経変性メカニズム
２．細胞内分解系の活性化による蓄積物質の除去

therapeutics for these intractable diseases. We are currently
focusing to determine the molecular mechanism of autophagy andinclusion body formation in neurodegenerative diseases, including
Parkinson’s disease and related disorders. We are also developing
animal models of multiple system atrophy.
The main topics of our current researches are as follows:
1. Mechanism of inclusion body formation and neurodegenerationin neurodegenerative disorders (Parkinson’s disease, dementia with
Lewy bodies, multiple system atrophy, tauopathy and motor neuron
disease)
2. Activation of autophagy and therapeutic approach to neurodegenerative
diseases
3. Pathological, biochemical and behavioral analysis of animalmodels of neurodegenerative disorders３．遺伝子改変モデル動物を用いた病態解析
筋萎縮性側索硬化症の脊髄前角におけるTDP-43の蓄積過程。

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（Synaptophysin）とユビキチン関連タンパク質（NUB1）の共存。

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研究活動／臨床神経科学部門

歴史ある土壌が、先端医療を育みます。

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

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〈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
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

Department of Neurosurgery, University of Niigata was founded byの父」と称される中田瑞穂先生が、日本で最初の脳神経外科独Professor Mizuho Nakata, “the father of Neurosurgery in Japan”, in

立講座として1953年に開設され、これまで脳腫瘍、脳血管障
害、頭部外傷、機能外科といった分野の診療・研究において日1953, becoming the first independent Department of Neurosurgery
in Japan. Since then, the department has led the field of preclinicalresearch and surgery for brain tumors, cerebral vascular disease,

本をリードしてきました。全国の脳神経外科教室の中でも、脳研

brain trauma, and functional surgery. Also, the department is unique究所という神経研究を専門とした基礎医学教室と自由に連携が取in that it is affiliated with the Brain Research Institute, enabling

れる環境で臨床・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）
難病である悪性神経膠腫の治療法開発を目指して腫瘍幹細胞やオートファジーを利用した研究（Fig.1）、（2）
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、（3）
西新潟中央病院てんかんセンターと連携し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 many basic neuroscience laboratories within
the Institute. Answering clinical questions through basic researchand using the results to improve clinical medicine, is precisely what
Professor Nakata envisioned when he founded the Brain ResearchInstitute. It is our obligation to carry on this spirit, and all staff isdedicated in discovering new insight into neurosurgical practice.
The main research areas we are currently investigating include:(1) developing new treatment methods including manipulation
autophagy and targeting of glioma stem cells to eradicate thedeadly disease malignant glioma, (2) developing assistive surgical
technology to enable accurate simulation for complex neurosurgery
cases and education of young neurosurgeons, (3) collaboration
with Nishi-Niigata Chuo National Hospital to elucidate the complex
pathophysiology of epilepsy.

Figure 1
グリオーマ幹細胞はNestin（A.）
及びMusashi（B.）
を発現します。C. グリオーマ幹細胞株をNotch inhibitor（NI）
及びAutophagy inhibitor（AI）で治療するとコロニー形成能は著しく失われます。
Fig. 1)Figure legend
Figure 1 Glioma stem-like cells expressing (A.) Nestin and (B.) Musashi. C.
Colony formation is greatly inhibited by combination treatment with Notch
inhibitor (NI) and autophagy inhibitor (AI) in glioma stem-like cells.

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BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

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。

小野寺

理 教授

〈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〉
Hara K, Shiga A, Fukutake T, et al.
Association of HTRA1 Mutations andFamilial Ischemic Cerebral SmallV essel D i sease. N . E n g l . J. M e d .
2009 Apr; 360(17):1729-39

神経内科学分野

Dept. of Neurology

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、脳研究所の各教室と協力しながら、遺伝学的、生化学的、細胞生物学的、病理組

The Niigata University Brain Research Institute possesses not only abasic neuroscience branch but also a clinical neuroscience branch:
Departments of Neurology and Neurosurgery. Thus, the aim of ourInstitute is to overcome brain diseases. We study a wide variety of brain

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, andんでいます。これまで、水俣病やSMON病など社会に深く関わ

imaging approaches, in collaboration with other departments in the

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ています。また、神経内科で扱う疾患は多様で、他の診療科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ます。私たちの教室は、この能力を持つGeneral Neurologist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、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ちです。

Institute.
In the past 50 years, we have produced favorable results of clinical andbasic research. In the beginning, we revealed Niigata Minamata andSMON diseases, which are caused by toxic reagents, making us to haveprofound connections with society. Up to now, we established entities
of novel brain diseases and elucidated their etiologies and diseasemechanisms by genetic, biochemical, and histological approaches.
We have also educated a large number of neurologists. Carefulobservation of patients by the excellent neurologists brought us fruitful
success in a new discovery. Our research is attributable to the supportof patients and clinicians, and we will keep tight connection with them.
Neurologists need comprehensive knowledge of medicine and a wide
range of social skills including communication, leadership, and problemsolving skills. We actively train young doctors to acquire the knowledge
and skills to become a specialist in various fields from a cutting-edge
basic neuroscience to practical neurology. We are professional for brain
diseases and will ensure the best possible support for our patients.

複数の病態に関わるプロ
グラニュリンによる脳保護カスケードプログラニュリンは、脳
虚 血 後、 血 管 内 皮 増 殖因子（VEGF）を介した血管保護効果、インターロ
イキン10（I L - 10）を介し「多発性硬化症・視神経脊髄炎研究のハイライト」

た抗 炎 症 作 用、 核 蛋 白視神経脊髄炎はアクアポリン4抗体を特徴とするアストロサイトパチーであり、TDP-43を介した神経保多発性硬化症とは異なる免疫病態で発症し、異なる神経変性病態を引き起こ

護効果を有します。

すという特徴があります。
15

研究活動／統合脳機能研究センター

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。

脳機能解析学分野

生体磁気共鳴学分野

Dept. of Integrated Neuroscience

Dept. of Biological Magnetic Resonance

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

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、

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.

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
理解析の研究、教育を担当しています。
Continuous technological development represents an indispensable
component of the recent remarkable advancements in the stateof our knowledge of human brain function. Magnetic resonanceis a field which provides a number of versatile non-invasive
methodologies applicable to the analysis of human specific brain
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

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

16

脳形態のシミュレーション

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

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。

「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。

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／統合脳機能研究センター

五十嵐

博中 教授

（生体磁気共鳴学分野）
〈略歴〉
１９８４年
１９８４年
１９９１年
１９９４年
２００５年
２００７年
２０１１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〈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( N e u r o l R e s .
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。

臨床機能脳神経学分野

デジタル医学分野

Dept. of Functional Neurology & Neurosurgery

Dept. of Digital Medicine

ヒト脳機能解明の最終目的がヒト脳障害の機能回復法の解明にあ医学の急速な進歩は、その細分化と高度化による特定分野におることに、議論の余地はありません。本分野はヒトを直接対象とける専門医の偏在と空洞化を生みました。その対策として国際的した検索が必須であるヒト脳機能解析学のうち、障害脳を対象とに進められているものが、医療実践のデジタル化とヴァーチャル

した研究・教育を受け持つ臨床分野です。脳神経外科、神経内化を基盤としたデジタル医学です。本分野は、従来の臨床分野と科を中心とした既存の臨床分野と連帯して、脳機能障害と脳機能

有機的な連携を保ちながら、デジタル医学の実践、研究、教育再構築を対象とした教育・研究を担当しています。

を担当しています。

The ultimate purpose of clinical brain functional investigation is the

Rapid advancements of medical technology have dramaticallydevelopment of effective methods for the functional restoration ofincreased the number of specialists required for the care of a single

patients who have sustained brain damage of various causes. The

patient, and introduced the paradoxical situation where people inresearch and education of the Department of Functional Neurology

developed countries do not necessarily benefit from further medical

and Neurosurgery, a newly established clinical department,

advancements. One of the solutions is to take advantage of virtual-

concentrates on delineating the exact brain functional abnormalities

world technology. The Department of Digital Medicine focuses on

associated with structural brain changes and functional brain

the research, education, and technological development for creating

reorganization. The approach is interdisciplinary and accomplishedan advanced virtual environment for medical practice.

i n c l o s e c o l l a b o rat i o n w i t h p rev i o u s l y e s t a b l i s h e d c l i n i c a l
departments.

7T microscopy による老人班のMRI画像
皮髄境界（矢頭）で縁取られた皮質外套に、正常皮質構造とは全く異なる

遠隔医療用システムの一部“black dot”の集簇を描出。白矢印は脳脊髄液腔。
17

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

認知症の克服に向けたトランス
レーショナル研究を推進します。

池内

健 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
2007年-2008年 文部科学省 研究振興局 学術調査官（併任）
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〈業績例〉
Sato Y, Bernier F, Yamanaka Y, et al. Plasma
Desmosterol is associated with longitudinalcognitive decline in Alzheimerʼs disease. Alzheimerʼ
s & Dementia: Diagnosis, Assessment & Disease
Monitoring 1:67-74, 2015

遺伝子機能解析学分野・生命情報工学分野

Dept. of Molecular Genetics / Dept. of Bioinformatics
最近10年で認知症の病態機序の理解が進み、幾つかの治療薬

During the last decade, there has been significant progress in候補が開発されてきました。症候期の認知症患者さんを対象に

understanding the pathophysiology of dementia. Although several

したこのような治療薬候補を用いた臨床治験が行われましたが、期待された効果を示すことはできませんでした。 神経変性とい

candidate disease-modifying drugs against dementia including
Alzheimer’s disease have been developed, clinical trials using these
disease-modifying drugs have been failed to show the clinicalう長い期間をかけて発症にいたる病態を阻止するためには、発efficacy. Considering that degenerative dementia develops the

症する前の段階を含めた早期診断を可能にするツールを開発し、symptoms after long asymptomatic silent phase over decade,

適切な時期に治療薬を開始することが必要です。そこで私たちは、認知症の早期診断のための脳脊髄液バイオマーカーの開発と実用化に取り組んでいます。さらに、簡便で侵襲性の低い認知症マーカーとして血液マーカーの実用化に挑んでいます。また、認知症の先天的リスクを的確に把握するために次世代シーケ
ンサーを活用した網羅的遺伝子解析を行い、認知症のゲノム解析を推進しています。このような実用化研究を推進するために、全国の認知症専門医療機関と共同し当研究所に認知症性疾患バイオリソースを構築し、日本人・認知症患者さんのためのエビデンス創出をめざした活動を行っています。

we need to establish biomarkers that enable the very early
detection of the pathological process occurring in the brain. The
aim of our research is the development and clinical application of
cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers for degenerative dementia.
In addition to CSF biomarkers, we have explored blood-based
biomarkers for Alzheimer’s disease that is less invasive and simple
to perform in clinical practice. The other goal of our group is toelucidate the susceptible genes for dementia by comprehensive
ge n o m e - w i d e a n a l y s i s u s i n g n ex t ge n e rat i o n s e q u e n c e r. I norder to facilitate biomarker and genetics researches, we haveestablished research consortium to collect large number of biofluid
samples and genomic DNAs from patients with dementia by thecollaboration with many clinical sites across Japan. Thus, we areworking to translate research advances into improved diagnosis andtherapeutics for patients with dementia and to find a way to cureand possibly prevent dementia.

遺伝子機能解析学分野 のメンバ ー2019：
全国の医療機関から送られてくる認知症性疾患のバイオリスース
を維 持、 管 理、 運 用するために大きく貢献
している。

18

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

笹岡

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〉
Chiken S, et al. Dopamine D1 receptormediated transmission maintains
information flow through the corticostriato-entopeduncular direct pathway
to release movements. Cereb Cortex
25(12):4885-97 (2015).

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。

動物資源開発研究分野

Dept. of Comparative & Experimental Medicine

ドーパミンは、運動機能、記憶や学習、意欲に重要な働きがあDopamine is thought to play an important role in motor control,

ると考えられています。本分野では、重要な神経疾患の一つでmemory, learning and motivation. We focus on motor symptoms ofあるパーキンソン病（PD）の運動障害に着目し、PDモデル動物として、ドーパミン情報を伝えるドーパミン受容体等の遺伝子操作

Parkinson's disease (PD) which is one of the important neurologicald i s e a s e s , a n d a s a P D m o d e l a n i m a l , d eve l o p a ge n e t i c a l l yengineered mouse for dopamine receptors and related molecules

マウスを開発し、運動調節や学習・記憶の行動解析、神経回路

that convey dopamine information. By analysis of animal behaviorの働きの解析により、運動調節と学習・記憶の仕組み解明と治

regarding learning and memory and analysis of the function of neural療法開発への発展を目指しています。併せて、神経細胞の形成・維持・機能を担うRNA結合タンパク質の探索と解析の研究を進めています。また、モデル動物開発分野と共同して、マーモセッ
トの新しい発生・生殖工学技術の開発にも力を注いでいます。
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ています。また、急速に進歩しているゲノム編集技術を取り入れ、遺伝子操作動物作成の迅速化も進めています。これ

circuit, we aim to clarify mechanism of motor control, learning andmemory, and develop therapeutic method for PD. At the sametime, we are conducting research into the search and analysis ofRNA-binding proteins that are responsible for development andmaintenance of neural circuit as well as function of neural circuit.
Recently, we are focusing on development of an innovative embryo
manipulating system for the generation of genetically modified
marmosets in collaboration with Dept. of Animal Model Develoment.
Simultaneously, we are in charge of administration and managementof core facility for animal experiments in Niigata University with mice,
rats, rabbits, guinea pigs, dogs, pigs, Japanese monkeys, marmosets,medaka etc as experimental animals to promote advanced animal
experiments. In addition to setting up the experimental environment,
we support research using developmental and reproductive

らの実験技術を駆使して、動物実験環境をSpecific Pathogen

engineering technologies such as in vitro fertilization, embryo transfer,

Free (SPF)環境に保持し、かつ計画的な動物の生産による効率

cryopreservation of embryos and spermatozoa. In addition, we are的な研究の実施にも貢献しています｡
本動物実験施設で 繁 殖して 生 まれた、メスとオスのマーモセット。

rapidly advancing the creation of genetically modified animals by
incorporating rapidly progressing genome editing technology. Using
these experimental techniques, we
maintain the animal experimentenvironment in the Specific Pathogen
Free (SPF) environment, and also
contribute to the implementation ofefficient research through planned
animal production.

19

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。

モデル動物開発分野

Dept. of Animal Model Development
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（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。
（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
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
ウスは100%キメラマウスです。

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。
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
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
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 andrelated molecules with gene-targeting techniques, 2) generation
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.
20

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。
（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

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

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。

脳疾患標本資源解析学分野

Dept. of Pathology Neuroscience
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-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。

quality clinicopathological practice for over 50 years. Through theexperience, as an academic pathology department, we have built acomprehensive collection of human brain tissue resource obtained

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

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
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

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

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
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点として、脳腫瘍、筋萎縮性側索硬化症、難治てんかん、パーキンソン病、統合失調症などに関する様々な共同研究課題を進めています。

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。

21

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

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and therapeutic strategies for these diseases. For this purpose, wehave to know the unique property of the brain and brain diseases.
The brain has a neurovascular network consisting of unique

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

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
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、

characters in our research by using more than thousand humanbrain samples stored in our institute. The brain bank gives us an
excellent opportunity to elucidate the human brain disease. Ourcurrent research projects are, 1) elucidation of a fluctuation of RNA
metabolism in the amyotrophic lateral sclerosis, 2) explanation ofa mechanism for maintaining the neurovascular coupling which
contributes a higher function of our brain, 3) developing the therapy
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。
遺伝性脳血管性認知症CARASILでみられる脳小血管の異常

22

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

ALS運動神経細胞内のTDP-43 mRNAの分布

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

一貴 教授

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〈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.

システム脳病態学分野

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
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(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

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
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神経病理学の確立を目指します。
Current biopsy and histology have long relied on thin-sectioned
2D images with several chemical staining methods and specificimmunohistochemistry. 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(B) CAG-EGFPマウス脳拡大像

pathological mechanisms based on comprehensive and quantitative
analysis of individual biomarker. In this laboratory, we aim atestablishing a novel 3D neuropathology by developing a highly
efficient clearing protocol for human brain tissue and combining
with a rapid 3D imaging using light-sheet fluorescence microscopy.
23

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

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

システム脳病態学分野

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〈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

Dept. of System Pathology for Neurological Disorders
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

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

spinal cord have very limited capacity to reconstruct the circuit once
it is damaged, and therefore none of effective therapeutic methods
have been developed so far. We previously demonstrated that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

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
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、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results suggest that controlling the rewiring of the circuit would
lead to make proper neuronal connections that achieve functional
recovery. The goal of our study is to understand the process ofrewiring and its underlying molecular mechanisms and neuralfunctions. Toward this aim, we are analyzing neural systems ofboth normal and injured brain and spinal cord, using cutting-edge
techniques including, mouse genetics, viral tracers, optogenetics,
chemogenetics, and 3D behavior analysis. We believe that this study
paves the way to develop novel strategies to regenerate circuits andrestore neural functions.

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ています。
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。

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:

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

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）
。

al, Brain (2012)を改訂）。

24

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究活動／超域学術院

小さな魚をみることで、神経難病をみています。

松井秀彰 准教授〈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
2016年 新潟大学 研究推進機構 研究教授
（名称付与）〈業績例〉
Matsui H, Kenmochi N, Kazuhiko N. Age- and α-SynucleinDependent Degeneration of Dopamine and Noradrenaline
Neurons in the Annual Killiﬁsh Nothobranchius furzeri. Cell
Reports 26(7),1727-1733 (2019)
Matsui H, Namikawa K, Babaryka A, Köster R. Functional
regionalization of the teleost cerebellum analyzed in vivo.
Proc Natl Acad Sci USA 111(32),11846-11851 (2014)

脳病態解析分野

Dept. of Neuroscience of Disease

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ます。ある意味では宇宙よりも複雑かもしれません。

neurons. Supposed that each neuron is a star in the Universe, we
could compare the brain to a small Universe within. However, things
are more complicated because each neuron extends long fibers toother neurons for communicating signals. In one sense, the brain, asmall Universe, is much more complicated than the Universe itself.

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。
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。我々人類は魚類を経て進化しており、ほとんどの脳・神It is theoretically, technically and physically impossible to study all
the twinkling stars in the sky. But we could estimate the charactersof stars or planets by carefully observing and analyzing the sunand planets in the solar system. It is also impossible to elucidate
functions, anatomies and networks of all the neurons one by one,but we are able to reach a right conclusion if we handle a miniature
brain and deduce common principles from the mini-brain.
This is the way that we have followed. We will disclose thephenomenon occurring in human brain by studying Fish brain.
Especially our aim is to elucidate the mechanism of neurologicald i s e a s e s a n d d i s o rd e rs , d e e p e n i n g s c i e n t i f i c a n d s o c i a lunderstanding for some, or finding a drug for others. We human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beings have evolved exactly from Fish, and most of the functions

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and structures in the human brain are preserved in Fish brain. Our

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神疾患の治療や理解につなげていきます。

laboratory has tried uncovering the physiological functions andpathophysiology of the human brain by comparing Fish and humanbrains, 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。

25

研究活動／超域学術院

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。

杉江
〈略歴〉
2010年
2011年
2012年
2016年
2017年

脳病態解析分野

Dept. of Neuroscience of Disease

淳 助教

東京大学大学院理学系研究科修了、
博士
（理学）
取得
ドイツマックスプランク研究所 研究員
ドイツ神経変性疾患研究所 研究員
新潟大学 研究推進機構 テニュア・トラック助教
新潟大学 研究推進機構 研究准教授（名称付与）〈業績例〉
Sugie A., Marchetti G., and Tavosanis G. (2018)
Neural Dvelopment . 13:14 https://doi.org/10.1186/
s13064-018-0111-z Structural aspects of plasticity inthe nervous system of Drosophila.
Sugie A., Hakeda-Suzuki S., Suzuki E., Silies M.,
Shimozono M., Möhl C., Suzuki T. and Tavosanis
G. (2015) Neuron , Volume 86, Issue 3, 711-725.
Molecular remodeling of the presynaptic active zoneof 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）

26

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY