研究内容
■臨床研究
当研究室にて施行する倫理研究は以下になります。
・課題名 ：精神神経疾患の病態解明のための脳神経線維束の解剖学的研究
・ 課題名 ：MRIを用いた高次視覚情報処理に関する神経線維束の研究
■研究紹介
1. 神経束ネットワーク(Tract-based connectome)解析
・ThalamoCortical connectivity
・失語症 -言語の神経ネットワーク解析(Network-based aphasia study)-
・Precuneus (楔前部)
2. 脳梗塞の病態解明
3. ALS(筋萎縮性側索硬化症)の病態解明
◆脳神経束ネットワーク(Tract-based connectome)の解析
以下、①、②、③、④の研究成果を紹介します。
①「視床」は脳皮質のサブネットワークのコネクターハブ(Connector hub)
「視床」が脳皮質のサブネットワークのコネクターハブ(Connector hub)であることを見出し報告しました(Neuroimage. 2025 Aug 15;317:121333)
・ヒトが外部環境に適応するときに、ヒト脳内のサブネットワークの”分離と統合”が行われ、局所処理と分散処理が可能になると考えられます(Sporns, 2013)。 この”分離と統合”を制御するがコネクターハブ(Connector hub)です(Gordon et al., 2018, Cell Reports 24, 1687–1695)。
・当研究室は、視床-皮質結合性(ThalamoCortical conenctivity)のコネクトーム解析とグラフ理論(Graph theory)を融合させ、視床内の3クラスター(神経核の集合体)が安静時ネットワークのコネクターハブであることを報告しました(Neuroimage. 2025 Aug 15;317:121333)。
以下が論文の内容です。
*参考文献
Structural connector hub properties of the thalamus in large-scale brain networks: white matter structure as an anatomical basis.
Jitsuishi T, Yamaguchi A.
Neuroimage. 2025 Aug 15;317:121333. doi: 10.1016/j.neuroimage.2025.121333. Epub 2025 Jun 17.
②楔前部Precuneusの神経束ネットワークの解析
・2021年-2022年度、新学術領域研究「時間生成学 時を生み出すこころの仕組み」の公募研究班で楔前部Precuneusの神経束ネットワークの解析を行いました。
・公募研究 新学術領域研究「時間生成学 時を生み出すこころの仕組み」 (chronogenesis.org)
・頭頂葉内部に位置するPrecuneusは、5つの領域に分割され様々な安静時ネットワークと構造的結合性を有し、多機能に認知機能に関与する可能性を提唱しました。
＊参考文献 A. Yamaguchi and T. Jitsuishi Neuroscience Research 209 (2024) 9–17
③ヒト脳の新規の神経束の同定と機能解析
Klingler法を用いた白質解剖と、神経画像(Tractography, fMRI)を併用して、ヒト脳の神経束ネットワークをベースとしてヒトの認知機能を解析しています。
■これまでに、背側視覚路と腹側視覚路を結ぶ連合線維束である「鉛直束VOF」、頭頂間溝(IPS, intraparietal sulcus)と紡錘状回(FG, fusiform gyrus)を結合する「IPS-FG」を同定し報告 。
●Tatsuya Jitsuishi, Atsushi Yamaguchi
Identification of a distinct association fiber tract "IPS-FG" to connect the intraparietal sulcus areas and fusiform gyrus by white matter dissection and tractography
Sci Rep. 2020 Sep 23;10(1):15475.
●Jitsuishi T, Hirono S, Yamamoto T, Kitajo K, Iwadate Y, Yamaguchi A.
White matter dissection and structural connectivity of the human vertical occipital fasciculus to link vision-associated brain cortex.
Sci Rep. 2020 Jan 21;10(1):820. doi: 10.1038/s41598-020-57837-7.
●Tatsuya Jitsuishi, Atsushi Yamaguchi
Posterior Precuneus is Highly Connected to Medial Temporal Lobe Revealed by Tractography and White Matter Dissection
Neuroscience. 2021 Jul 1;466:173-185
④ Broca's Aphasiaは「深部白質の病巣」による機能障害が運動性失語のネットワーク障害と関連することを報告しました。
◆脳梗塞の病態解明 --- 脳梗塞後の遷延性脳内炎症と瘢痕微小環境------
①脳梗塞 急性期における神経細胞のストレス応答機構の解明
②脳梗塞 亜急性期～慢性期の慢性炎症の病態と意義
●Atsushi Yamaguchi, Tatsuya Jitsuishi, Takashi Hozumi , Jun Iwanami, Keiko Kitajo, Hiroo Yamaguchi, Yasutake Mori, Masaki Mogi, Setsu Sawai
Temporal expression profiling of DAMPs-related genes revealed the biphasic post-ischemic inflammation in the experimental stroke model
Mol Brain. 2020 Apr 7;13(1):57. doi: 10.1186/s13041-020-00598-1.
●Muneki Sakamoto, Yuta Miyazaki, Keiko Kitajo, Atsushi Yamaguchi
VGF, Which Is Induced Transcriptionally in Stroke Brain, Enhances Neurite Extension and Confers Protection Against Ischemia In Vitro
Transl Stroke Res. 2015 Aug;6(4):301-8.
③Ⅲ型コラーゲンが「動的な足場」として血管再構築やMφ/Microgliaのデブリ貪食機構への関与
・脳梗塞の予後改善には、発症後早期の血流再開に加え、損傷組織の修復促進が不可欠です。近年、血管新生や炎症制御における細胞外マトリクス(ECM)の役割が注目されるが、脳特異的な動態や修復機構の分子レベルでの理解は乏しい。当研究室は、脳梗塞後の瘢痕微小環境において、代表的なECMであるⅢ型コラーゲンが、虚血コアに線維網を構築し、血管再構築やミエリンデブリを貪食したミクログリアの「動的な足場」として機能する可能性を報告しました。
・以下の2点を研究対象にしています。
-髄膜からコア領域に侵入する新生血管(Sprouting angiogenesis)におけるⅢ型コラーゲンの「動的な足場」としての機能
-ミエリンデブリを貪食するMφ/Microgliaの貪食機構とⅢ型コラーゲンの「動的な足場」としての機能
＊参考文献
J Cereb Blood Flow Metab. 2025 Aug 13:271678X251366820. doi: 10.1177/0271678X251366820. Online ahead of print.
Dynamic expression of type III collagen in the lesion core of post-ischemic brain colocalizing with angiogenesis and lipid droplets during fibrotic scar formation
T Mutoh, K Kitajo, A Yamaguchi
■脳梗塞後の瘢痕微小環境における「動的な足場」 -Ⅲ型コラーゲンの虚血コアの線維網-
◆筋萎縮性側索硬化症（ALS）の発症メカニズムの解明
2009年に報告された常染色体優性遺伝性の家族性ALSの原因遺伝子FUS/TLSの機能解析によるALS発症機序の解明を行っている。
下図に示すように、3点を重点的に解析している。
①FUS/TLSの核‐細胞質シャトリング機構におけるアルギニンメチル化の意義
②FUS/TLSのC端NLS（核移行シグナル）の変異体の細胞質における病的凝集体の形成機序
③FUS/TLSのC端NLS変異体の病的凝集体の意義(Phase transition 相転移との関連)
