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研究内容 

統合生理学分野では、現在以下のテーマで研究を進めています。

1.現在展開中の研究テーマとその内容

神経系と免疫系との相互連関(脳-免疫系連関)は、生体のホメオスタシス、およびストレス応答に重要な役割を果たしている。一方で慢性疲労症候群やアルツハイマー病などでは脳?免疫系連関の異常による神経炎症の存在が示唆されている。神経炎症によるグリア細胞の活性化やサイトカインおよびラディカル類の産生などの機序について統合的に解析し、さらに神経炎症に対し抑制的作用が示唆されるエーテル型グリセロリン脂質のプラズマローゲンの作用機序について研究を行っている。

(1)疲労の分子・神経メカニズム:
疲労の生体信号としてのサイトカインの役割

Katafuchi, T., Kondo, T., Yasaka, K., Kubo, K., Take, S. and Yoshimura, M. Prolonged effects of polyriboinosinic:polyribocytidylic acid on spontaneous running wheel activity and brain interferon-? mRNA in rats: a model for immunologically induced fatigue. Neuroscience 120: 837-845, 2003.

Katafuchi, T., Kondo, T., Take, S. and Yoshimura, M. Enhanced expression of brain interferon-? and serotonin transporter in immunologically induced fatigue in rats. Eur. J. Neurosci. 22: 2817-2826, 2005. Ifuku, M., Hossain, M. S., Noda, M. and Katafuchi, T. Induction of IL-1? by activated microglia is a prerequisite for immunologically induced fatigue. Eur. J. Neurosci. 40: 3253-3263, 2014. doi: 10.1111/ejn.12668

(2)脳内神経炎症機序とエーテル型グリセロリン脂質・プラズマローゲンによる抗炎症作用の機序解明

Ifuku, M., Katafuchi, T., Mawatari, S., Noda, M., Miake, K., Sugiyama, M. and Fujino, T. Anti-inflammatory/anti-amyloidogenic effects of plasmalogens in lipopolysaccharide-induced neuroinflammation in adult mice. J. Neuroinflammation 9: 197, 2012. doi: 10.1186/1742-2094-9-197

Hossain, M. S., Ifuku, M., Take, S., Kawamura, J., Miake, K., and Katafuchi, T. Plasmalogens rescue neuronal cell death through an activation of AKT and ERK survival signaling. PLoS ONE 8(12): e83508, 2013. doi:10.1371/journal.pone.0083508

2.これまでに行った研究内容と主要論文

神経系と免疫系との相互連関の解析

1. 免疫系から脳への情報変換機序の解析

血中IL-1βによる第三脳室前腹側領域ニューロン活動の修飾機序

Ota, K., Katafuchi, T., Takaki, A. and Hori, T. The AV3V neurons which send axons to hypothalamic nuclei respond to the systemic injection of IL-1β. Am. J. Physiol. 272 (Reg. Integr. Comp. Physiol. 41): R532-R540, 1997.

2. 脳による免疫機能の修飾機序
視床下部-交感神経系による脾臓ナチュラルキラー細胞活性の修飾機序

Katafuchi, T., Take, S. and Hori, T. Roles of sympathetic nervous system in the suppression of cytotoxicity of natural killer cells in the rat. J. Physiol. (Lond.) 465: 343-357, 1993.

Katafuchi, T., Ichijo, T., Take, S and Hori, T. Hypothalamic modulation of splenic natural killer cell activity in rats. J. Physiol. (Lond.) 471: 209-221, 1993.

Take, S., Mori, T., Katafuchi, T. and Hori, T. Central interferonα inhibits the natural killer cytotoxicity through sympathetic innervation. Am. J. Physiol. 265 (Reg. Integr. Comp. Physiol. 34): R453-R459, 1993. Ichijo, T., Katafuchi, T. and Hori, T. Central administration of interleukin-1β enhances splenic sympathetic nerve activity in rats. Brain Res. Bull. 34: 547-553, 1994.

Take, S., Uchimura, D., Kanemitsu, Y., Katafuchi, T. and Hori, T. Interferon-α acts at the preoptic hypothalamus to reduce natural killer cytotoxicity in rats. Am. J. Physiol. 268 (Reg. Integr. Comp. Physiol. 37: R1406-R1410, 1995.

Katafuchi, T., Ichijo, T. and Hori, T. Sequential relationship between actions of CRF and PGE2 in the brain on splenic sympathetic nerve activity in rats. J. Auton. Nerv. Syst. 67: 200-206, 1997.

3. サイトカインおよび関連物質の中枢神経作用機序
腫瘍壊死因子の視床下部腹内側ニューロン活動に対する修飾

Katafuchi, T., Motomura, K., Baba, S., Ota, K. and Hori, T. Differential effects of tumor necrosis factor-α and ?β on the rat ventromedial hypothalamic neurons in vitro. Am. J. Physiol. 272 (Reg. Integr. Comp. Physiol. 41): R1966-R1971, 1997.

プロスタグランディンE2による視床下部ニューロンの修飾

Katafuchi, T., Duan, S., Take, S. and Yoshimura, M. Modulation of glutamate-induced outward current by prostaglandin E2 in rat dissociated preoptic neurons. Brain Res. 1037: 180-186, 2005.

c-kit受容体のミュータントラットにおける学習記憶および長期増強の異常

Katafuchi, T., Li, A-J., Hirota, S., Kitamura, Y. and Hori, T. Impairment of spatial learning and hippocampal synaptic potentiation in c-kit mutant rats. Learn. Mem. 7: 383-392, 2000.

Kondo, T., Katafuchi, T. and Hori, T. Stem cell factor modulates paired-pulse facilitation and long-term potentiation in the hippocampal mossy fiber-CA3 pathway in mice. Brain Res. 946: 179-190, 2002.

4. ストレスと脳内サイトカイン

暑熱暴露時の脳内サイトカイン動態と老化によるbacterial translocation

Katafuchi, T., Takaki, A., Kondo, T. and Hori, T. Changes in brain cytokine mRNA due to heat stress in aged rats: possible role of bacterial translocation. Prog. Biometeorol. 17: 173-183, 2001.

Katafuchi, T., Takaki, A., Take, S., Kondo, T. and Yoshimura, M. Endotoxin inhibitor blocks heat exposure-induced expression of brain cytokine mRNA in aged rats. Mol. Brain Res. 118: 24-32, 2003.

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