Vol.8, November, 2013

脳科学研究戦略推進プログラム事務局
愛知県岡崎市明大寺町字西郷中 38 生理学研究所内
tel: 0564-55-7803,7804 fax: 0564-55-7805
website: http://brainprogram.mext.go.jp /平成 25 年 11 月 9 日発行 / November 9, 2013©2013 MEXT SRPBS Printed in Japan
本書を無許可で複写・複製することを禁じます

1

Info

コラム ： 脳プロの “ 技術”
細胞を生きたまま観察する 「 ライブイメージング」

2

特集 ： 脳プロ 公開シンポジウム in NAGOYA アフターリポート

4シリーズ : ｢ これが私の生きる道」!

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第６回 脳プロ 公開シンポジウム

つながりの脳科学
体験展示もあります！

東京大学大学院医学系研究科

日時：2014 年 2 月 1 日（土）場所 : 学術総合センター（東京都千代田区一ツ橋）

河西 春郎 教授 編

12 月中旬より脳プロ ウェブサイトでご案内いたします！

コラムの“脳プロ技術”
目印を付けます。この GFP が付いた細胞を励起光で照らしながら観察すれば、生きている細胞に変化が起きた時の目的タンパク質の様子が観察できます。例えば、細胞の形をつくりだすタンパク質に細 胞を生きたまま観 察する「 ライブイメージング 」 GFPを付けることで、細胞の形の変化をミクロのレベルで観察することができます。脳が学習をすると神経細胞が形を変えることが脳の中には 1,000 億もの神経細胞があると言われています。
神経細胞は、細胞内の様々なタンパク質が役割分担をしながら機能することで変化・活動しています。このタンパク質の機能や知られていますが、この事実は、このようなライブイメージング法によって初めて確認することできました。
GFPは緑色ですが、現在では、様々な改良が重ねられ、緑色以外に細胞の様子を観察することは、脳の働きを解明

赤や黄色のものが開発されています。これらの蛍光タンパク質をするためにとても重要です。一方、その様子は細胞や組織に同時に導入し、色を使い分けることで、複数の目的光学顕微鏡で直視することは難しく、特殊なタンパク質の関係性を調べることもできます。脳プロでは、この「目印」を使って「可視化」する必要があります。

蛍光物質を用いた「ライブイメージング法」を使って脳の発生や今回は、生きている細胞を可視化する「ライブ シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ の 脳 の記憶メカニズム等を研究しています。

イメージング法」についてのお話です。

GFP蛍光イメージング画像
写真提供：東京大学 伊藤 啓 准教授

ライブイメージング法の歴史は、1960 年代にオワンクラゲから緑色蛍光タンパク質（GFP）という物質が発見されたことから

なお、この GFP を世界で初めてオワンクラゲから発見した
下村 脩 博士らは、その功績が讃えられ、2008年にノーベル賞を受賞しました。

スタートしました。この GFP は、文字通り緑色の蛍光を発する
れいきこうタンパク質です。励 起光（緑よりも波長が短い青い光）に照射されると、緑色の蛍光を発する性質を持っています。分子生物学・遺伝子工学技術の進歩により、GFP の遺伝子が特定され、さらに、その遺伝子を様々な細胞に自由に導入できるようになったことで、

GGFP

スパイン

GG
GG

G

目的タンパク質

1μm

生きた細胞の中でこの GFP（目印）を付ける技術が飛躍的に発展しました。
方法としては、観察したい「目的タンパク質」の遺伝子に GFP の遺伝子をつなぎ、生きた細胞に導入し、目的タンパク質に GFP の

図：GFP の「目印」を付けた
目的タンパク質は神経細胞の中で発現し、観察することができます。

図：GFP で可視化した神経細胞。
虫眼鏡：キノコのように隆起している構造をスパインといいます。他の神経細胞からの信号（シナプス入力）を受け取る部位で、記憶に関わります。
写真提供：東京大学 河西 春郎 教授

1Vol.8, November, 2013

特集：脳プロ 公開シンポジウム in NAGOYA アフターリポート
分子が生み出す心のしくみ

生み出ーから月14日
(土)

350名

パーク3( 参加費無料

シンポジウム 14:

脳機能12:30

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予め、更になる可
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能性がござさい。

・スマートフォン携 帯電

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脳科学「脳プロ研究戦関するお問い合

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文部科学省が平成体験展示

最先端の脳科学研究の詳細から今後の展望まで、ご来場の皆様と研究者が直接対話できる体験展示を実施いたしました。その中から二つの展示をご紹介します。

発達障がい診断補助装置＜ GazeFinder ＞の開発（課題 F）

マウスを使って情動行動を評価する（課題 G）

森 則夫（浜松医科大学 子どものこころの発達研究センター）

永井 拓 ･ 貝淵 弘三（名古屋大学大学院 医学系研究科）

発達障がいの一つの自閉症スペクトラムは、有病率が子どもの 2 ～ 3%に上ると言われています。自閉症スペクトラムの子どもたちの「目線が合 わ な い 」 と い う 臨 床 的 特 徴 を、開発中の＜ GazeFinder ＞で検出し、「子どもが何を注視しているか」をとらえる事により早期診断に役立てるよう研究をしています。

マウスにおける情動の仕組みはヒトと共通していることが分かっています。そこで、私たちのグループ
では、マウスの行動を観察することから、喜びや恐怖などの「情動」の仕組みを調べています。将来的には、情動と関連する神経細胞の情報伝達に関わっている分子を見つけ、精神機能にどのような役割を果たしているのかを解明したいと考えています。

■ その他の体験展示 ■2013@

学技術科大学錦通丸栄

congre.co.jp

り組んでいる事業

ニューロイメージングで抑うつ気分と意欲の低下を可視化する （課題 F）

脳科学研究を支える情報基盤の構築：リン酸化プロテオミクスデータベース （課題 G）

前頭側頭葉変性症（FTLD）の病態解明と治療法開発に向けて （課題 F）

日 常 生 活 の 支 援 を 目 指 すネットワーク 型ブレイン・マシン・インターフェース（総務省）

30- 18:

大学院大学

広島大

名古屋

学大学

理化学研究所

地下鉄東山

広小路通

87線

栄

スカイル
三越

携帯用用いたしま
せん。

ASBee

矢場公園

20 年より取線虫 C.elegans の報酬依存的学習行動におけるモノアミン制御機構の解明 （課題 G）

2

浜松医だけます。

メール

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吉野家

ラシック

松坂屋
北館

松坂屋
南館です。

ナディア

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愛知県名古中区栄
会場へ

松坂屋
本館

矢場町大きく貢献することが期待されます。

沖縄科

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お 申し込

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研究戦
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究を皆ロ）で行様にご躍する紹介し研究者ます。
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レーシの成果ョンやを直接お届けします。
部 ： 12：3
0～13：50
部 ： 17：0
0～18：00

お昼の午後の地下鉄
名城線
久屋大通

おり、分子レベルの解明は精神疾患の克服に基づくことが明らかにされました。最近、精神遅滞や自閉症などの体験 展
脳科学
われて線で活映像で

大津通ある記憶・学習がシナプス伝達の可塑的変化を担う分子の働きにいます。

「統合失内

働きに「分子の基盤」があることを示唆してに 迫る

会場案ました。これらの研究は脳の機能や心の担われていることが示されました。さらに、脳の代表的な機能でし くみ遺伝子

ナディアパーク

おける神経情報の伝達が神経伝達物質受容体などの分子群によりラム」

ディスカッション

関与する分子であることが明らかになり

プログ00)

パネル

これらの一部は脳のシナプスの形成や成熟に

分 子・略推進

講演Ⅲネットワークによって担われています。これまでの研究から、神経細胞は互いにシナプスを介して結合し、情報を伝えており、脳にす心 のを司 る

「分 子レ
ベル の解
三品 昌美
明が 進む
（脳科学研究脳と心」
戦略推
進プロ「脳 内モグラム
プログ
ノアミン
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貝淵 弘三
ィレクが心を生ター）（名古み出すしく屋大学
大学院
医学系
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研究科教授）
調症につ尾崎 紀夫
いて知っ（名古て頂きた屋大学
大学院
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医学系
「双 極性研究科教授）
障害 の原
岩田 仲生
因を 探る
（藤田保健衛：ゲ生大学
ノム 研究医学部の側 面か教授）「脳科学ら」
研究で心を探る：精神疾患のお申し克服に向込みはホームペこちらけて」
ージ上のお申し込PC
講演Ⅱ

発 症 と 関 連 す る 遺 伝 子 群 の 解 明 が 進 み、研究戦

～18:

申し込み

00

脳科学ンホール

要事前お基調講演 「分子レベルからの解明が進む脳と心」 三品 昌美（脳科学研究戦略推進プログラム プログラムディレクター）
私たちの脳の働きは、約 1,000 億の神経細胞が形成する膨大な学省

講演Ⅰ

会 場： ナディアパーク・デザインホール（名古屋市中区）

定員：ナディア演

開催日： 2013 年 9 月 14 日（土）

分子が最 新 テク
ノロ ジ2013年9会場：基調講—最新テクノロジーから脳機能を司る分子・遺伝子に迫る—

今回のシンポジウムは初の名古屋開催！心を支える脳の仕組みの解明に向けて、タンパク質や遺伝子などの分子の働きを研究する４名の講演者が登壇いたしました。 基礎的な研究 から疾患研究まで、脳プロの幅広い取組を皆様にご紹介いたしました。
その他、パネルディスカッション、体験展示も行いました。たくさんのご参加、ありがとうございました！

主 催：
文部科

屋市
3-18-1の交通アクセス
名古屋市営
地下鉄東山
「栄駅」
サカエチカ７ 線
出ロより徒歩・8番
7分
名古屋市営「矢場町駅 地下鉄名城線」
り徒歩5分 ５・6番出ロよ脳プロ検索Vol.8, November, 2013

講演 1 「脳内モノアミンが心を生み出すしくみ」 貝淵 弘三（名古屋大学大学院医学系研究科 教授）「モノアミン」は、神経細胞間で情報の情動の制御の不調と、統合失調症やうつ病、心的外傷などのや り と り を す る 役 割 を 持 っ た 物 質 で、

精 神 疾 患 に は 深 い 関 わ り が あ る こ と が 分 か っ て き ま し た。

ドーパミン、ノルアドレナリン、セロトニン

私たちのグループでは、モノアミンによって情報を受け取ったなどがあります。私たちが持っている神経細胞について、細胞内の様々な分子がどのように変化し、喜 び・ 恐 怖・ 不 安 な ど の「 感 情 」 は、その結果、神経回路全体にどのような変化を起こしているのか

学 問 的 に は「 情 動 」 と 呼 ば れ て お り、について調べています。また、それらをデータベース化して大脳基底核と呼ばれる領域にあるモノ公開し、多くの研究者に活用いただける脳科学研究の基盤をアミンによって制御されています。この提供したいと考えています。

講演 2 「統合失調症について知って頂きたいこと」 尾崎 紀夫（名古屋大学大学院医学系研究科 教授）「統合失調症」は、以前「精神分裂病」と呼ばれていました。

そこから、統合失調症の本態をつきとめ、しかし、「精神分裂病」に関する誤解や偏見も多く、当事者やよ り 良 い 治 療 法 や 診 断 法、 予 防 法 をご家族の願いで、2002 年に病名が「統合失調症」と変更され見いだそうとする研究がなされています。

ました。統合失調症の患者さんは、日本全体で約 80 万人いらっ

私 た ち が 取 り 組 む こ れ ら 疾 患 研 究 は、しゃり、約 19 万人の方々が入院生活を余儀なくされています。

当事者、あるいはご家族のご意見を取り統合失調症が、どうして発症するのか、いまだ完全には入れながら、進めていくことが大事だと思っております。

分かっていませんが、遺伝と環境の双方が関係することが判明しています。発症に関わる遺伝の要素の幾つかが分かりつつあり、

講演 3 「双極性障害の原因を探る：ゲノム研究の側面から」 岩田 仲生（藤田保健衛生大学医学部 教授）
精神疾患の原因解明には遺伝子研究や障害の原因遺伝子を発見しました。これは世界の他の国に比べ、ゲノム研究が非常に重要だと考えられて日本人が遺伝的に非常に均一な集団だからこそ見つけることがいます。脳プロでの取組として、私たちのできた日本独自の大きな成果だと言えます。このようなゲノムグループは、ゲノム上に存在する一塩基多型研究をさらに進めることで、大規模なデータ解析からより正確な（ゲノム上で一塩基だけが置き換わっている結果が得られ、画期的な治療薬や、病気の予防法が開発される変異）を網羅的に調べる「ゲノムワイド可能性があります。今後も、精神疾患の克服を目指し、研究を関連解析」という手法を用い、双極性進めていきたいと思います。

パネルディスカッション 「脳科学研究で心を探る：精神疾患の克服に向けて」
加藤忠史 脳科学研究戦略推進プログラム プログラム
オフィサー（右）の進行のもと、講演者（左）が会場の方々からのご質問にお答えしつつ、脳プロの研究の方向性等について議論をしました。パネルディスカッションの最後には、心の解明や精神疾患の克服を目指して、これからの脳科学研究が進むべき方向について熱いトークが繰りひろげられました。

3

Vol.8, November, 2013y lifemThis is

河西 春郎

Haruo KASAI

1981年 東京大学医学部医学科卒業（MD）。1985 年 東京大学医学部医学科博士課程修了。
（PhD，生理学）。1988 年 Alexander von Humboldt
fellow、Max–Planck–Institute、1999 年 自然科学研究機構生理学研究所教授を経て、2005 年 より東京大学大学院医学系研究科教授。

シリーズ：「これが私の生きる道」
東京大学大学院医学系研究科 河西 春郎 教授 編

記憶をすると神経同士のつながりが「強化」されることが今のお仕事について分かっていたのですが、その時、細胞にどのような変化が起きて記憶の仕組みを明らかにするいるのかは分かっていなかった。そこで調べてみたところ、記憶時「覚える」とはどういうことかについて研究しています。
「記憶がにはシナプスを形成している「スパイン」という 1 ミクロンにも満たない微細な構造が大きくなり、記憶が神経細胞の形の変化にどういう形で脳の中に存在するのか」という疑問を出発点として、よって保たれている、ということを発見するに至りました。

脳がどのように記憶し、その記憶を保つのか、について明らかに＊スパインの写真は P1 参照

しようとしています。そのためには脳の中の神経細胞の変化を最近嬉しかったこと見る必要があります。特殊な顕微鏡を使って直接細胞を観察しながら研究しています。

8 年がかりで発見
記憶時にスパインが大きくなることを論文にしたのが 2004 年の

なぜ脳を見るのかことでした。次に私たちは「スパインが小さくなり消える」と脳を観察することで見えることがあるいう現象やその仕組みを見つけたかった。ただ、これがとても「心」というのはとても不思議ですよね。「心」をつかさどる難しくて、なかなか解けなかった。8 年かかって、ようやくこの問題を解き、スパインが小さくなると周囲のシナプスの結合もであろう脳では、薬が効いたり、特徴が遺伝したり、と物質的な弱まり、それが記憶の整理につながる可能性を見つけることが事実が分かってきていますが、それでもやはり物質を超えたできました。このことを論文で発表できたことが、とても嬉し不思議があると感じています。ただ、かったです。

それでもやはり「心」は脳の構造に依存している。その脳を顕微鏡で見る若い方々へのメッセージことで「心」について見えてくるものがあると思っています。観察技術が是非、 挑戦して欲しい

さらに発展することで、今後、分かる「細胞というのがあまりにも素晴らしすぎて今の人間にはことが増えれば、その先にはきっと分からないんだよ」って僕は言うんだけどね。それくらい生命素晴しいものが見えてくるに違いない

科学はまだまだ分からないことばかり。一方で、技術や方法論もと思う。

どんどん進歩している。これからは、今までできなかったことができるようになって、色んなことが分かるようになると思う。

神経細胞の研究に進んだきっかけ

脳の中で何が起きているのかを直接見たかった生命を知ることは自分のことを知ることでもあるので、是非「生命科学」に挑戦してみて欲しいな、と思っています。
（取材：大塩 立華）

ものごころついたときには数学少年で、子供の頃から将来は科学者になろう、と決めていました。医者だった両親に勧め河西先生のられたこともあって医学部に進学し、その時に外山敬介先生研究（当時 東京大学医学部助教授）の生理学の講義を聞いて「脳ってこんなに分かってきているんだ」と感動しました。それから脳の中を見てみたい、と思って、「脳の中を覗ける顕微鏡」を探しました。でも今から 30 年も昔のことだから、そんなものはなかったのだけれども・・。その後、顕微鏡技術が進歩して、1995 年には 2 光子励起顕微鏡という、生きている動物の脳の中を直接覗ける顕微鏡が使えるようになりました。そこで、神経細胞から神経細胞へと情報を送る場所である「シナプス」に脳の中には、快さをつかさどる「快情動」の中枢と言われる「側坐核（そくざかく）」という部位があります。この部位は中毒性薬物の作用部位でもあり、「快情動」の記憶に関わっていると考えられています。一方、この快情報がどのように記憶されているかは明らかにはなっていません。河西先生は、脳プロの課題 G の取組として、この部位にある神経細胞のスパインの変化から「快情動」の記憶メカニズムについて研究しています。

着目して研究するようになりました。

こんにちは！脳プロ事務局の大塩立華です。ニューズレター第 8 号、いかがでしたか？季節はすっかり秋ですね。イベントの秋！ということで脳プロでは 9 月からイベントが沢山続いております。本号では快情動の中枢におけるスパインの形態変化を調べています

詳しくは、脳プロ ウェブサイト 課題 G のページへ▶▶▶ http://brainprogram.mext.go.jp/missionG/

この秋最初のイベント「公開シンポジウム in NAGOYA」を特集しました。10 月からもサイエンスカフェやサイエンスアゴラ、出張授業などのイベントが続いています。次号の特集では、これらのイベントのアフターリポートをお届けします。それでは次号もお楽しみに☆

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