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。

那波宏之 客員教授

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、神経伝達物質だけでなく、成Neurons and glial cells communicate to each other not only via

長因子、サイトカインと呼ばれている生理活性蛋白を介して脳のneurotransmitters but also using various bioactive proteins, namely

恒常性を保っています。また脳発達の際のこれらのシグナル異neurotrophic factors and cytokines. Our long-term objective isto elucidate the molecular and pathologic mechanisms of how

常が、統合失調症の病因の一つとなると考えられています。分these bioactive proteins regulate brain development or perturb

子神経生物学分野では、発達期にサイトカインシグナル異常を引

neural functions related with neuropsychiatric diseases. We have

き起こした疾患動物モデルを活用し、疾患発症や脳病態、治療

established animal models for schizophrenia by perturbation ofに伴う分子、回路基盤の解明を目指しています。我々はこれまで

cytokine signals during neonatal development. Using these models,
we aim to clarify neuropathological and therapeutic mechanisms ofに、（１）
統合失調症の分子病理学と回路制御学、およびそのモデ

the disease. Our efforts have been paid to the following projects:

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(1) the molecular and system neuropathology of schizophrenia

理学）
、
（２）
生理活性蛋白による脳内モノアミン神経の発達制御

and its animal modeling (hallucination, auditory-evoked potential,

や機能調節（EGF,NRG1, EGFR, ErbB4）
機構の分析、（３）
生理social withdrawal), (2) the cytokine-dependent regulation of
monoaminergic development and function (EGF, NRG1, EGFR,

活性蛋白によって駆動される細胞内シグナル分子の治療標的とし

ErbB4), and (3) the specificity and functionality of the intracellularての可能性の検討、といった3つのプロジェクトを実施してきましsignaling driven by these bioactive proteins and their possibility as

た。現在我々は、分子生物学、組織化学、生理・行動薬理学的therapeutic targets for schizophrenia. Currently we are addressing

解析手段、すべてを駆使してこれらの研究を遂行しています。今後、これらの研究が精神疾患の解明につながるとともに、新薬開発のシーズとなることを期待しています。

these questions employing all types of biological approaches
including molecular genetic, biochemical, cell biological,
electrophysiological, pharmacological, and behavioral tools andtechniques. We hope these studies will lead to the understandingof how bioactive factors control the onset and progression ofdevelopmental brain diseases such as schizophrenia, which might
hint at developing new drugs.

音長を逸脱刺激としたオドボール課題（左）により、ラット
聴覚野からミスマッチ陰性電位（右）が計測可能となることが判明した（Neuropsychopharmacology reportsに掲載）。疾患モデルを解析することで、統合失調症に関連する聴覚野機能異常が明らかになる可能性が今後期待される。

9

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。

脳の生理および病態を細胞・分子レベルで解明します。

武井延之 准教授

〈略歴〉
１９８３年
１９８８年

腫瘍病態学分野

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
三菱化成生命科学研究所ポスドク
１９８９年
１９８９年
国立精神・神経センター神経研究所
研究員（厚生技官）
京都工芸線維大学応用生物学科 助手
１９９２年
Uppsala University (Sweden)
１９９７年
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

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.

細胞病態学分野

Dept. of Brain Tumor Biology〈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

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

Our goal is to understand the physiology and pathophysiology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

of the brain at the cellular and molecular levels. We established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
ド、神経栄養因子、増殖因子、サイトカイン、栄養素、温度変neurons, glial cells, and brain tumor cells) and extracellular stimuli(neurotransmitters, peptides, neurotrophic factors, growth factors,

Dept. of Cellular Neuropathology

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“SLENDR”, a technique based on in vivo genome editing, to image
endogenous proteins with high specificity, resolution and contrast in

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,

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recently developed “vSLENDR”, a genome editing method to target

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

virtually any cell-types, areas and ages across the brain, widely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→制癌へとフィードバックします。
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します。

are converted into biological responses such as proliferation anddifferentiation. Using rodent primary cultures and human iPS cells,
we will follow the process of normal development and pathological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、

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of proliferation / differentiation of neural stem cells, and feed it backto tumor growth suppression leading to the cancer therapy.
Using neural stem cells of chipmunk, which is a hibernating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single cells in mammalian brain tissue (Cell, 2016). In addition, we

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。

mammal, we also analyze the mechanism of intracellular metabolicchanges due to temperature changes, aiming at application
to human cells by approaching the mystery of longevity andcarcinogenic resistance of chipmunks.

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。
11

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

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
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.

研究活動／基礎神経科学部門

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
2021年

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

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

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Dept. of System Pathology for Neurological Disorders

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

Dept. of System Pathology for Neurological Disorders

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

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

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。
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 ofpathological 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

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

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.

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(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）
。

al, Brain (2012)を改訂）。

with a rapid 3D imaging using light-sheet fluorescence microscopy.

12

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

13

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

病理学分野

〈業績例〉
Seike N, et al. Genetic variations andneuropathologic features of patients with PARK2.
Mov Disord 2021. doi: 10.1002/mds.28521.

Dept. of Pathology

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

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:

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

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

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
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：
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

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

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• 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

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

Vision: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

As an academic pathology department, we aim to deliver a

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

high 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：

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.

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

れ、患者や社会のニーズに叶う、また学術動向にみあう、ラ

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

ボとしての経験知を構築します

形成と神経変性メカニズム• 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２．細胞内分解系の活性化による蓄積物質の除去• 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

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

努めます
筋萎縮性側索硬化症の脊髄前角に筋萎縮性側索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis:

おけるTDP-43の蓄積過程。

ALS）
では運動神経系に加えて視床下核(A)、淡蒼球(B)、黒質(C)に変性を認めることがあります。こうした症例はALS剖検例の約5%を占め、発症年齢が若く舞踏病などの不随意運動を伴うことがあり、また変性やTDP-43の分布が通常のALSとは異なることから、ALSの特異な一群である可能性が示唆されました。Ito et

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。

al. Annals of Neurology 2020; 87: 302-312.

14

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

15

研究活動／臨床神経科学部門

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。

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

小野寺

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

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

脳神経外科学分野

Dept. of Neurosurgery

理 教授

幸彦 教授

脳神経内科学分野

Dept. of Neurology

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, University of Niigata was founded by

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

Professor Mizuho Nakata, “the father of Neurosurgery in Japan”, in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

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・研究において日本をリー

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

research and surgery for brain tumors, cerebral vascular disease,

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ドしてきました。全国の脳神経外科教室の中でも、脳研究所といbrain trauma, and functional surgery. Also, the department is unique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

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れる環境

in that it is affiliated with the Brain Research Institute, enabling

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

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) 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、(3) ヒト神経軸索の再生や成長機構の解明 (図1)、(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、(5) 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

Professor Nakata envisioned when he founded the Brain Research

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

Institute. It is our obligation to carry on this spirit, and all staff is

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

dedicated in discovering new insight into neurosurgical practice.
The main research areas we are currently focusing on include: (1)establishing brain tumor cell lines and intracranial xenografts to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、脳神経内科で扱う疾患は多様で、他の診療科

develop the best strategies to treat each tumor, (2) diagnosing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

brain tumors by detecting driver mutations from cell free DNA ofます。私たちの教室は、この能力を持つGeneral Neurologist

cerebrospinal fluid (Fig 1), (3) identifying molecular makers of humanaxonal regeneration and development, (4) developing assistive
surgical technology to enable accurate simulation for complex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、

neurosurgery cases and education of young neurosurgeons, (5)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

collaboration with Nishi-Niigata Chuo National Hospital to elucidate

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.

the complex pathophysiology of epilepsy.
図1. 新規神経成長マーカー (GAP-43 T172リン酸化検出抗体)の開発(A) 成長円錐の超解像度顕微鏡画像 (マウス神経初代培養細胞)(B) 成長円錐の共焦点レーザー顕微鏡画像 (ヒトiPS細胞由来神経細胞)
Fig 1.The phospho-specific GAP-43 T172 (pT172) antibody is amarker for nerve growth.
(A) Super resolution microscope image of growth cone in murine
primary neuron culture. (B) Confocal laser microscope image of
growth cone in human iPS induced neuron culture.

16

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

多発性硬化症・視神経脊髄炎研究のハイライト
脳梗塞に対する末梢血単核球細胞療法

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、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。

すという特徴があります。
17

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

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。

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。

研究活動／統合脳機能研究センター

島田

斉 教授

（臨床機能脳神経学分野）
〈略歴〉
2003年
2005年
2009年

2014年
2016年
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

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Continuous technological development represents an indispensable

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.

component 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

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 brain

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。

neuroinflammation in addition to neuronal function. The aim of ourdepartment are to investigate the watershed between healthy brain
aging and brain diseases, and to reveal pathological bases of diverse

imaging). We will execute the clinical imaging study contributing tofinding out pathological bases of neuropsychiatric disorders, leading
to the establishing novel techniques of early diagnosis, treatment
and prevention, by collaborating with government, industry, andacademic researchers inside and outside Brain Research Institute.
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

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

18

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

左：陽電子放射断層撮像装置(PET, positron emission tomography)

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。

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）

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

センターのメンバー（2021年5月）

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

脳研究所の叡智を集結し、認知症の研究開発を推進します。

Dept. of Molecular Genetics

笹岡

俊邦 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〈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〉
Shigemizu D, Mitsumori R, Akiyama S, et al. Ethnic
and trans-ethnic genome-wide association studies
identify new loci influencing Japanese Alzheimer's
disease risk. Translational psychiatry 11:151, 2021

〈業績例〉
Kitahara, et al., Generation of Lungs by
Blastocyst Complementation in Apneumic
Fgf10-Deficient Mice. Cell Reports. 31(6):107626, 2020.

池内

遺伝子機能解析学分野

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

健 教授

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

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

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

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

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

memory, learning and motivation. We focus on Parkinson's disease

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symptomatic drugs to disease-modifying drug. More attention has
been paid in dementia to pathophysiological diagnosis based on

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用い(PD), which is one of the most common neurological diseases,
and as a PD model animal, we develop a genetically modified

biomarker rather than symptom-based diagnosis. Prospering inて、運動調節や学習・記憶の行動解析、神経回路の働きの解析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

により、運動調節と学習・記憶の仕組み解明と治療法開発へのanalyzing animal behavior and neural circuit activities of the PD

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

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

model mice, we aim to clarify the role of dopamine signaling on

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
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。

mission has two elements; one is biomarker development, and theother is genome research of dementia. We attempt to see throughpathological changes occurring in the brain affected with dementia

RNA結合タンパク質の探索と解析を進めています。モデル動物
開発分野と共同し、欠損した臓器を、胚盤胞補完法による胚操using blood and cerebrospinal fluid samples from preclinical phase

作で再生させる研究も行っています。さらにマーモセットの新しto symptomatic phase. We have established large sample collection

い発生・生殖工学技術の開発にも力を注いでいます。

of genomic DNA for dementia disorders. Whole genome/exosome
analyses have been applied in the genome analysis of dementia
to explore novel genetic factors in Japan. We have provided a

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clinical sequence examination for physicians across Japan for

モット、イヌ、ブタ、ニホンザル、マーモセット、メダカなどを

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

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・to the realization of genome medicine of dementia in Japan. Even
though the environmental surrounding of dementia research has
been drastically moving, we keep pioneering the dementia research

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によmouse for dopamine receptors and their related molecules. By

motor control, learning and memory, leading to develop a new
therapeutic approach for PD. At the same time, we are studying RNAbinding proteins that are responsible for development and functionof neural circuits by using mouse genetics. In collaboration withDept. of Animal Model Development, we are conducting research
to regenerate defective organs by embryo manipulation using theblastocyst complementation method. In addition, we are focusing on
development of an innovative embryo manipulating system for thegeneration of genetically modified marmosets.
We are in charge of administration and management of core facility
for animal experiments in Niigata University with mice, rats, rabbits,
guinea pigs, dogs, pigs, Japanese monkeys, marmosets, medaka etc.
In addition to setting up the experimental environment, we support

without forgetting our mission that we will deliver a bright future to

り、遺伝子操作動物作製の迅速化も進めています。これらの実

patients with dementia.

験技術を駆使して、動物実験環境をSpecific Pathogen Free

as in vitro fertilization, embryo transfer, cryopreservation of embryos(SPF) 環境に保持し、かつ計画的な動物の生産による効率的なand spermatozoa, and DNA injection to oocytes. We also use

研究の実施にも貢献しています｡

researchers by providing reproductive engineering technologies suchgenome editing technology to create genetically modified animals
in a short time period. Using these experimental
techniques, we maintain the animal facility in theSpecific Pathogen Free (SPF) environment, and also
contribute to the implementation of efficient researchthrough planned animal production.

認知症の新しい医療モデル
20

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

研究室のメンバー（2021年4月）
21

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・脳科学リソース研究部門

モデル動物開発分野

脳疾患標本資源解析学分野

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

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-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

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。

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

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

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

Dept. of Animal Model Development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。

（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。

Dept. of Pathology Neuroscience

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

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

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。

点として、脳腫瘍、筋萎縮性側索硬化症、難治てんかん、パー

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

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

胚性幹細胞の樹立と遺伝子改変ラット作製にも成功し、さらにゲています。

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 and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。

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.
22

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

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

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

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。

〈業績例〉
Matsui H, et al. Cytosolic dsDNA of mitochondrial origin
induces cytotoxicity and neurodegeneration in cellular andzebrafish models of Parkinson’s 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)

脳病態解析分野

Dept. of Neuroscience of Disease

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

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

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.

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The brain has a neurovascular network consisting of unique

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ます。ある意味では宇宙よりも複雑かもしれません。

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. Our

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。

metabolism in the amyotrophic lateral sclerosis, 2) explanation of

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

contributes a higher function of our brain, 3) developing the therapy
and the new evaluation system for ataxia. From an entirely new

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。

are more complicated because each neuron extends long fibers toother neurons for communicating signals. In one sense, the brain, a

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.

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、ヒトの脳内で起きす。全く新しい視点で、神経疾患の克服を目指しています。

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・神遺伝性脳血管性認知症CARASILでみられる脳小血管の異常

could compare the brain to a small Universe within. However, things

small Universe, is much more complicated than the Universe itself.

current research projects are, 1) elucidation of a fluctuation of RNAa mechanism for maintaining the neurovascular coupling which

neurons. Supposed that each neuron is a star in the Universe, we

ALS運動神経細胞内のTDP-43 mRNAの分布

This is the way that we have followed. We will disclose the phenomenon
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

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。

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。

24

BRAIN RESEARCH INSTITUTE, NIIGATA UNIVERSITY

25

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

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
2020年

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

淳 准教授

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 脳研究所 准教授〈業績例〉
Sugie A., Marchetti G., and Tavosanis G. (2018)
Neural Development. 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

sustain a long-term health-maintenance mechanism via unique cellcell interactions, unlike somatic cells that preserve tissue health

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

via 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

maintain neuronal health has not been fully elucidated owing
to such an investigation being time consuming. We overcome

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this complication by taking advantage of the short life cycle and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

rarely duplicated genes of Drosophila that enable rapid genetic

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

analyses. We are conducting research that focuses on synapses

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

that serve as transmission sites for neuronal information. Further
studies are also being undertaken to investigate the metabolism

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of the phospholipids that constitute the cell membranes between

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

adjacent cells. From these studies, we expect to propose novel

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

findings on the molecular basis of neuroprotection through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

regulation 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