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東北大学大学院生命科学研究科回路脳機能分野
兼・東北大学大学院医学系研究科回路脳機能分野

Brain 2023 掲載記念

2022年11月25日

公刊学術研究論文発表
脳内環境を光ファイバーで読み出す:てんかん増悪にともなうグリア細胞の酸性化を解明(Optically Analyzing Local Brain Environment: Astrocytes' Acid Response in Epileptic Mice)
Ikoma et al., Brain 2023 特設ページ





Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2023) Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355
Altmetric score = 192 (current 2023.03.04)
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2022.11.25 Published Online
2022.11.25 Press Release
東北大学 本部
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2022.11.25 EurekAlert!

2022.11.25 日本経済新聞

2022.11.25 日本の研究.com

2022.11.25 Mirage News
2022.11.25 Nach Welt
2022.11.25 asia research news
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2022.11.25 Optronics Online
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2022.11.25 X-mol
2022.11.26 河北新報

2022.11.26 journalbreak
2022.11.26 TodayUKNews
2022.11.26 Health Reporter
2022.11.26 Public News Time
2022.11.28 Science Daily
2022.11.28 Cure Epilepsy
2022.11.28 日刊工業新聞

2022.11.29 BioOptics World
2022.11.29 Verve Times
2022.11.29 News Azi
2022.11.29 Trendeepro
2022.12.02 日刊工業新聞
経営ひと言/東北大学・松井広教授「AI研究に一石」
2023.02.14 Printed in Volume 146, Issue 2
2023.11.10 神経科学ニュース


2022年11月25日

オンライン記者会見
脳内環境を光ファイバーで読み出す

てんかん増悪にともなうグリア細胞の酸性化を解明
Optically Analyzing Local Brain Environment: Astrocytes' Acid Response in Epileptic Mice
筆頭著者の生駒葉子博士、大学院生の佐々木大地氏が共著者を務める論文が Brain 誌に掲載されました。Brain 誌は、1878 年創刊の由緒ある学術誌で、神経科学分野における基礎研究ならびに実践的な臨床論文がバランスよく盛り込まれています。その引用率は神経学雑誌の中でもきわめて高く、この分野の規範としての地位を確立しています(5 year IF = 16.173)。今回の論文では、当研究室所属のみのわずか 3 名の共著者論文となりました。本日が論文の embargo date でしたので、オンライン記者会見を開きました。前回の記者会見からわずか3週間でしたので、同じ記者の方にも参加してもらえました。本論文では、私が責任著者を務めますが、困難な実験の数々をこなし、本研究をリードしてくれたのは筆頭著者の生駒氏です。新型コロナ禍を含めて様々な厄災が降り注ぐ中、当研究室における光ファイバーフォトメトリー法の礎を築くのに貢献していただきました。

オンライン記者会見(20分解説-64倍速音声無)



SNS 掲示 日本語版


脳内環境を光で読み出す新技術でてんかん時グリア細胞のpH、Ca2+、血流変化を検出することに成功しました。

Twitter で下記ツイート(論文 DOI 情報付き)をリツイートしてもらえると、論文の注目度指数 Altmetric Score が、ひとつひとつ、しっかり反映されます。ぜひご協力ください!

本論文に関する松井広教授の tweet
https://twitter.com/KoMatsui/status/1596437889717788672
リツイートして、研究の評価にご協力を!いいね!だけでなく、ぜひ、リツイートをお願いします!

Altmetric Score
2022.11.27 現在 Altmetric Score = 68
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Top 7% of all articles publsihed in Brain.

Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2022) Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355

@Brain1878
1878年創刊の由緒ある神経学の Brain 誌に掲載されました。研究の結果、てんかん初期と発展時にグリア細胞のアルカリ化と酸性化応答が反転することが分かりました。てんかんステージに合わせた個別医療の必要性が示唆されます。

本研究は、マウスを用いた基礎研究です。視床下部アストロサイトは、初期発作時にはアルカリ化、発展発作時には酸性化することを示しました。したがって、てんかんステージに応じて同じ治療薬が異なる働きをする可能性があります。本研究では、基礎アイディアが生まれた段階です。てんかんステージに応じたグリアpH安定化治療戦略等、ヒト臨床応用にはまだまだブレイクスルーが必要だと考えられます。

また、本研究では、研究技術面において、光ファイバーフォトメトリー法で記録される蛍光の複雑な波形変化の意味をようやく解き明かすことに成功したことが成果として挙げられます。脳内情報を担うのは神経回路を流れる電気信号だけではありません。グリアや血管の担うイオン環境情報こそが、脳内のメタ情報・メタ可塑性を担うと考えられます。これらの情報を読み取る技術が開発されました。

@KoMatsui
東北大学 大学院生命科学研究科 超回路脳機能分野
http://www.ims.med.tohoku.ac.jp/matsui/
本論文は、生駒葉子博士、佐々木大地氏、松井広教授の3名が著者を務めました。当研究室では神経やグリアを束ねる超回路構造を研究しており、それぞれの回路機能が極端に発露する脳病態を理解することを目指しています。


SNS posts English

Excited to announce our new paper published in the journal, Brain. Optical fibers were used to probe the glial and vascular reactions in epilepsy using a mouse model. A new design FRET fiber photometry method offers detection of Ca2+, pH, and brain blood volume dynamics. Early epileptic seizures produced astrocytic alkalization while developed seizures resulted in acidification in the lateral hypothalamus. This dual phase pH reaction of astrocytes suggests a need for individualized medicine depending on the stage for the possible prevention and treatment of epilepsy.

Note that this is a basic research based on experimental animals. Control of astrocyte pH could indeed be theorized; however, human clinical trials are still far ahead. This work mainly shows our endeavor to understand the basic mechanisms underlying epilepsy.

Amazing contributions from Yoko Ikoma and Daichi Sasaki. Brought to you by Professor Ko Matsui's lab at Super-network Brain Physiology, Graduate School of Life Sciences, Tohoku University. We aim to make a better future for basic and translational research.
http://www.ims.med.tohoku.ac.jp/matsui/

Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2022)
Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355

Please retweet our tweets on twitter to contribute to our Altmetric score!!

Altmetric Score
Nov 27, 2022 Altmetric Score = 67
Top 3% out of all articles searched.
Top 7% of all articles published in Brain.

We ask you to contribute not by just clicking "Like" but also "Retweet" to our tweet below. Thank you very much for your contribution!

Professor Ko Matsui's tweet (with the DOI)
https://twitter.com/KoMatsui/status/1596199651044397056



2022年11月25日

オーサーズ・ディナー

開催場所:Bistro l’égalité
参加者:生駒葉子、佐々木大地、松井広
※ 仙台市の飲食店舗の新型コロナ対策指針に従い、今回、発表された論文の著者限定でのお祝い会を開催しました

















研究紹介History

2023年12月13日 生駒

第33回神経行動薬理若手研究者の集い

第33回神経行動薬理若手研究者の集い
メインテーマ : 神経行動薬理の最前線
会期: 2023年12月13日 (水)
会場: アリストンホテル神戸 バレンシア会議場
大会長: 荒田 晶子 (兵庫医科大学 生理学・生体機能部門 准教授)
19:10 - 19:50 神経行動トピックス
 「神経回路動作と行動変容につながる脳内環境シフトの光計測」
 生駒 葉子(東北大学 大学院生命科学研究科 超回路脳機能分野)


2023年12月12日 生駒

WPJ-WEBシンポジウム<Episode-Zero


第33回神経行動薬理若手研究者の集いが開催された2023年12月13日の前日、本大会を後援する「生理学女性研究者の会(WPJ, Women in Physiology of Japan)」が主催するWPJ-WEBシンポジウムが、本大会のサテライトシンポジウムとして開催されました。若手研究者の研究に対する思いや、どういった視点で研究しているのか…といった事にも触れられるチャンスとなりました。

WPJ-WEBシンポジウム<Episode-Zero
〜今時のRising Star達を迎えてCross Talk〜
開催日: 2023 年 12月12日(火) 16:00-17:20
開催形式: Zoom(15:55〜入室開始)
司会進行:荒田 晶子(WPJ代表; 兵庫医大 生理・生体機能)
主催:生理学女性研究者の会
【プログラム】
16:00-16:30
 「こころとからだをつなぐ 末梢神経とグリア細胞」
 生駒 葉子(東北大学大学院生命科学研究科超回路脳機能分野)
16:30-17:00
 「睡眠と覚醒 その狭間に広がる世界」
 本城 咲季子(筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構)
17:00-17:20
 インタビュー
 "研究において「女性ならではの視点」というのはあるのか?"


2023年11月10日 生駒

日本神経科学学会 神経科学ニュース 掲載

日本神経科学学会の2023年No.4の神経科学ニュースの神経科学トピックスに、当研究室の生駒葉子さんの研究成果の特集記事「夢見るレム睡眠時におけるグリア細胞・脳内環境の大規模変化」が掲載されました。この記事では、本年、Brain誌に掲載された2報の論文がまとめて紹介されました。

  1. Ikoma Y, Takahashi Y, Sasaki D, Matsui K* (2023) Properties of REM sleep alterations with epilepsy.
    Brain, 146: 2431-2442.
    DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac499


  2. Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K* (2023) Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
    Brain, 146: 576-586.
    DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355


2023年04月24-28日 松井

Cold Spring Harbor Asia Meeting
Novel Insights into Glia Function & Dysfunction, AWAJI, JAPAN

Awaji Yumebutai Conference Center, JAPAN
April 24 - April 28, 2023
Organized by:

  • Shumin Duan, Zhejiang University
  • Helmut Kettenmann, Max Delbruck Center for Molecular Medicine & Shenzhen Institute of Advanced Technology
  • Schuichi Koizumi, University of Yamanashi
  • Bruce Ransom, University of Washington & Chinese University of Hong Kong
  • Mami Noda, Xi'an Jiaotong University
Invited Speaker:
Ko Matsui
Super-network Brain Physiology, Tohoku Universtiy
"Optical signal detection of local brain environmental changes inepilepsy and sleep"

Final Program

Ko Matsui's personal photo link

From left to right...
Mami Noda, Noboru Hiroi, Ko Matsui, L. Felipe Barros
@ Himeji Castle excursion


2023年03月14日~16日 生駒

第100回 日本生理学会大会@京都

記念すべき第100回の日本生理学会大会は京都で開催されました。超回路脳機能分野からは、生駒葉子氏と高橋佑輔氏の2名が現地でポスター発表を行い、研究室主宰者の松井広教授は最新情報収集を行いました。久々のほぼ完全現地開催の学会では、数年ぶりの懐かしい面々とも再会し、新たな出会いも多くありました。

Poster Presentations

  • 2023.03.14
    Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K* (2023) てんかん発展と突然死における脳内環境変動. Annual Meeting of The Physiological Society of Japan(第100回日本生理学会大会), Kyoto, Japan.



2023年02月14日

公刊学術研究論文・紙面掲載
Ikoma et al., Brain 2023 特設ページ

Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2023) Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355
2022.11.25 Published Online
2023.02.14 Printed in Volume 146, Issue 2.

Ikoma et al., Brain 2023 の論文が2023年2月号に紙面掲載されました。オンライン掲載は2022年11月でしたが、引用には一般的に紙面掲載年を記載するもののようですので、今後は、Ikoma et al (2023) の表記となります。ファイバーフォトメトリーの計測には局所血流量と pH が大きな影響を与えることに気が付き、Ca2+を含めた各種脳内環境情報を引き出すマルチプレックス解析を編み出してから2年程の研究成果が論文として結実しました。今後も、当研究室から、この論文を礎にした研究成果発表が続くことを予定しています。


2023年02月08-09日 松井

第5回グリアデコ領域会議@東京

学術変革領域研究(A)「グリアデコーディング:脳-身体連関を規定するグリア情報の読み出しと理解」(総括:岡部繁男先生)の第5回領域会議が東京(会場:フクラシア品川クリスタル)で開催されました。当研究室からは松井広教授が担当し「グリアの担うメタ可塑性」のタイトルで口頭発表講演を行いました。今回は、Ikoma et al. Brain 2023 ならびに Morizawa et al. Nat Neurosci 2022 の内容を中心とした話題にしました。前者の内容については、今後の生体内蛍光計測信号のマルチプレックス解析技術として注目をされ、東京都医学総合研究所睡眠プロジェクト夏堀晃世先生を中心に、ファイバーフォトメトリー法や蛍光マクロ実体顕微鏡を駆使する研究者に多くの質問をしていただきました。後者の内容については、主に、神経解剖学をご専門とされる北海道大学医学研究院解剖発生学教室渡辺雅彦先生から様々な意見やサジェスチョンをいただきました。生理学研究所生体恒常性発達研究部門鍋倉淳一所長や京都大学大学院医学研究科病態生物医学分野松田道行先生とも久々に交流する機会を得て、対面交流の大切さをしみじみと感じました。


2023年01月23日 松井

3rd International Symposium on
Brain Information Dynamics 2023


新学術領域研究「脳情報動態を規定する多領域連関と並列処理」(領域代表:尾藤晴彦教授)の国際シンポジウムにて、口頭発表しました。

Ko Matsui
Role of acid glia in the generation of extreme plasticity. 3rd International Symposium on Brain Information Dynamics 2023, Tokyo International Forum Hall D5 (Tokyo)、2023年01月23日

脳情報動態領域には公募班員として、第I期(2018-2019年度)ならびに第II期(2020-2021年度)の両方に参画させていただきました。第I期の最後、ならびに、第II期はまるまる新型コロナ禍にあり、領域としての活動を大きく制限されてしまい、対面での研究進捗・成果報告を実施することが困難でした。2022年3月末で領域は終了して、それから1年が経ちましたが、ようやく、新型コロナ禍の制限が緩和されてきたこともあり、海外からの講演者も招いての国際シンポジウムを開催することになりました。Special Lecture 1 Ingo Greger (MRC-LMG, Univ Cambridge)、Special Lecture 2 Mark J Schnitzer (Stanford Univ)、Special Lecture 3 Mitsuo Kawato(ATR) の3つの特別講演がありましたが、なぜか Ingo Greger 先生に私の研究に興味を持っていただき、私も AMPA 受容体の分布や機能についていろいろと質問をさせていただきました。


2022年12月05日 松井

University of Copenhagen invited seminar


Invited online seminar
オンライン招待講演
Ko Matsui
Super-network Brain Physiology, Tohoku University
"Optical Signals, Where Art Thou?"
JPN 21:00-, CPH 13:00-, URMC 07:00-
Invited by Professor Hajime Hirase. Professor Maiken Nedergaard attended the seminar as well. Center for Translational Neuromedicine, University of Copenhagen (Denmark) event. Sendai, Copenhagen, and New York were connected via Zoom. The talk was based on the recently published paper in the journal, Brain.

2022年11月25日 Brain 誌掲載
Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K (2023) Local brain environment changes associated with epileptogenesis.
Brain, 146: 576-586.
DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awac355

上記論文の掲載からわずか 10 日目にして招待講演をさせていただきました。2019年、理研から University of Copenhagen に異動された平瀬肇教授にお声掛けいただき、Maiken Nedergaard 教授にもご聴講いただきました。Nedergaard 先生は、University of Rochester Medical Center(New York, USA)にも研究拠点をお持ちで、この日は、ニューヨーク(午前7時~)、コペンハーゲン(午後1時~)、仙台(午後9時~)、の3か所をつないでのオンライン Zoom 講演会となりました。30 分の講演で 30 分の質疑応答でしたが、Nedergaard 先生にもご質問いただき、活発な議論ができました。新型コロナ禍で、オンラインでの交流には飽き飽きしていたところですが、このように論文発表からわずかの間に超速で講演を依頼できてしまうところは、やはり、オンライン化のおかげだと思います。

今回の論文は、筆頭著者の生駒葉子氏、大学院生の佐々木大地氏と私の3名のオール・超回路脳機能分野の論文となりました。今回、技術面においては、光ファイバーを使って脳内信号を読み取るファイバーフォトメトリーで誰しもが陥る罠に気がついて、これを論文化しました。原理的にはとても簡単な計算で、脳内の Ca2+, pH, 血流量の3つの重要なパラメーターを引き出すことができます。Hodgkin & Huxley が活動電位の波形から Na+, K+ のコンダクタンス変化の波形を引き出したのと似た過程であり、複雑な現象から要素波形を切り出すことこそが「生理学」が究極に目指すものだと考えています。最終的にひとつの数学的に美しい式で世界を表現することを目指すところは、物理学の考えに近いのかもしれません。気が付いてしまえば簡単な原理であるため、論文化を優先してきており、これまで口頭発表の形式は用意してきていませんでしたので、今回の講演では、スライドをいちから超特急で作る必要がありました。

University of Copenhagen の平瀬研 & Nedergaard 研は、間違いなく、今後も世界のグリア研究を牽引していく研究拠点のひとつなので、今回の論文に関する講演によって、当研究室との繋がりができたのは大変有難く思っています。


2022年03月16日~18日 生駒

第99回 日本生理学会大会@仙台

Poster Presentations
Ikoma Y, Sasaki D, Matsui K* (2022) Plasticity of brain environment upon development of epilepsy. Annual Meeting of The Physiological Society of Japan, Sendai, Japan.


2021年08月05日 生駒

第2回 グリアデコード班会議

生駒 葉子, 佐々木 大地, 松井 広*「てんかん脳の光学的追跡」
第2回 グリアデコード班会議, 名古屋, 8月, 2021.
[ポスター,オンサイト開催]


2021年07月28日~31日 生駒

第44回 日本神経科学会大会.

Ikoma Y, Matsui K* (2021) Optical pursuit of epileptogenesis. The Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, Kobe, Japan.


2021年03月28日~30日 生駒

第98回 日本生理学会大会(Web開催)

Ikoma Y, Matsui K* (2021) in vivo glial pH in epilepsy. Annual Meeting of The Physiological Society of Japan, Nagoya, Japan (Web).