清水 千草 (シミズ チグサ)

Shimizu Chigusa

写真a

職名

准教授

科研費研究者番号

70435072

現在の所属組織 【 表示 / 非表示

  • 専任   琉球大学   医学研究科   准教授  

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 奈良先端科学技術大学院大学 -  博士(バイオサイエンス)  バイオサイエンス

職歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年09月
    -
    継続中

      琉球大学 医学研究科 准教授  

論文 【 表示 / 非表示

  • Slow progression of sciatic nerve degeneration and regeneration after loose ligation through microglial activation and decreased KCC2 levels in the mouse spinal cord ventral horn.

    Yafuso T, Kosaka Y, Shimizu-Okabe C, Okura N, Kobayashi S, Kim J, Matsuda K, Kinjo D, Okabe A, Takayama C

    Neuroscience research   177   52 - 63   2022年04月 [ 査読有り ]

    掲載種別: 研究論文(学術雑誌)

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    Peripheral nerve injury affects motor functions. To reveal the mechanisms underlying motor dysfunction and recovery after nerve compression, which have not been precisely examined, we investigated the temporal relationship among changes in motor function, nerve histopathology, and marker molecule expression in the spinal cord after loose ligation of the mouse sciatic nerve. After ligation, sciatic motor function suddenly declined, and axons gradually degenerated. During degeneration, galanin was localized in motor neuron cell bodies. Then, in the ventral horn, microglia were activated, and expression of choline acetyltransferase (ChAT), a synthetic enzyme of acetylcholine, and potassium chloride co-transporter 2 (KCC2), which shifts the action of γ-amino butyric acid (GABA) and glycine to inhibitory, decreased. Motor function recovery was insufficient although axonal regeneration was complete. ChAT levels gradually recovered during axonal regeneration. When regeneration was nearly complete, microglial activation declined, and KCC2 expression started to increase. The KCC2 level sufficiently recovered when axonal regeneration was complete, suggesting that the excitatory action of GABA/glycine may participate in axonal regeneration. Furthermore, these changes proceeded slower than those after severance, suggesting that loose ligation, compression, may mediate slower progression of degeneration and regeneration than severance, and these changes may cause the motor dysfunction and its recovery.

  • Developmental Formation of the GABAergic and Glycinergic Networks in the Mouse Spinal Cord

    Shimizu-Okabe Chigusa, Kobayashi Shiori, Kim Jeongtae, Kosaka Yoshinori, Sunagawa Masanobu, Okabe Akihito, Takayama Chitoshi

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   23 ( 2 )   2022年01月 [ 査読有り ]

    掲載種別: 研究論文(学術雑誌)

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    Gamma-aminobutyric acid (GABA) and glycine act as inhibitory neurotransmitters. Three types of inhibitory neurons and terminals, GABAergic, GABA/glycine coreleasing, and glycinergic, are orchestrated in the spinal cord neural circuits and play critical roles in regulating pain, locomotive movement, and respiratory rhythms. In this study, we first describe GABAergic and glycinergic transmission and inhibitory networks, consisting of three types of terminals in the mature mouse spinal cord. Second, we describe the developmental formation of GABAergic and glycinergic networks, with a specific focus on the differentiation of neurons, formation of synapses, maturation of removal systems, and changes in their action. GABAergic and glycinergic neurons are derived from the same domains of the ventricular zone. Initially, GABAergic neurons are differentiated, and their axons form synapses. Some of these neurons remain GABAergic in lamina I and II. Many GABAergic neurons convert to a coreleasing state. The coreleasing neurons and terminals remain in the dorsal horn, whereas many ultimately become glycinergic in the ventral horn. During the development of terminals and the transformation from radial glia to astrocytes, GABA and glycine receptor subunit compositions markedly change, removal systems mature, and GABAergic and glycinergic action shifts from excitatory to inhibitory.

  • Specific Expression of KCC2 in the alpha Cells of Normal and Type 1 Diabetes Model Mouse Pancreatic Islets

    Shimizu-Okabe Chigusa, Okada Shigeki, Okamoto Shiki, Masuzaki Hiroaki, Takayama Chitoshi

    ACTA HISTOCHEMICA ET CYTOCHEMICA ( Japan Society of Histochemistry & Cytochemistry )  55 ( 1 ) 47 - 56   2022年 [ 査読有り ]

    掲載種別: 研究論文(学術雑誌)

  • Development of the GABAergic network in the mouse spinal cord

    Shiori Kobayashi, Chigusa Shimizu-Okabe, Jeongtae Kim, Yoshinori Kosaka, Masanobu Sunagawa, Akihito Okabe, Chitoshi Takayama

    Development of the GABAergic network in the mouse spinal cord Factors Affecting Neurodevelopment - Genetics, Neurology, Behavior, and Diet - Chapter 24,     273 - 286   2021年 [ 査読有り ]

    掲載種別: 研究論文(その他学術会議資料等)

  • Development and persistence of neuropathic pain through microglial activation and KCC2 decreasing after mouse tibial nerve injury

    Kosaka Yoshinori, Yafuso Tsukasa, Shimizu-Okabe Chigusa, Kim Jeongtae, Kobayashi Shiori, Okura Nobuhiko, Ando Hironobu, Okabe Akihito, Takayama Chitoshi

    BRAIN RESEARCH   1733   146718 - 146718   2020年04月 [ 査読有り ]

    掲載種別: 研究論文(学術雑誌)

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    Gamma-amino butyric acid (GABA) is an inhibitory neurotransmitter in the mature brain, but is excitatory during development and after motor nerve injury. This difference in GABAergic action depends on the intracellular chloride ion concentration ([Cl-]i), primarily regulated by potassium chloride co-transporter 2 (KCC2). To reveal precise processes of the neuropathic pain through changes in GABAergic action, we prepared tibial nerve ligation and severance models using male mice, and examined temporal relationships amongst changes in (1) the mechanical withdrawal threshold in the sural nerve area, (2) localization of the molecules involved in GABAergic transmission and its upstream signaling in the dorsal horn, and (3) histology of the tibial nerve. In the ligation model, tibial nerve degeneration disappeared by day 56, but mechanical allodynia, reduced KCC2 localization, and increased microglia density remained until day 90. Microglia density was higher in the tibial zone than the sural zone before day 21, but this result was inverted after day 28. In contrast, in the severance model, all above changes were detected until day 28, but were simultaneously and significantly recovered by day 90. These results suggested that in male mice, allodynia may be caused by reduced GABAergic synaptic inhibition, resulting from elevated [Cl-]i after the reduction of KCC2 by activated microglia. Furthermore, our results suggested that factors from degenerating nerve terminals may diffuse into the sural zone, whereby they induced the development of allodynia in the sural nerve area, while other factors in the sural zone may mediate persistent allodynia through the same pathway.

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MISC(その他業績・査読無し論文等) 【 表示 / 非表示

  • TRPM7キナーゼ活性は肝臓の脂質代謝調節に関与する

    片桐 千秋, 貝塚 拓, 井上 華, 清水 千草, 小西 真人, 富澤 一仁, 高山 千利, コザック・アショット, 松下 正之

    生命科学系学会合同年次大会 ( 生命科学系学会合同年次大会運営事務局 )  2017年度   [2P - 1049]   2017年12月

     

科研費獲得情報 【 表示 / 非表示

  • GABA/グリシンの興奮性応答を介した神経再生カスケードの解析と治療法への応用

    基盤研究(C)

    課題番号: 21K06394

    研究期間: 2021年04月  -  2024年03月 

    代表者: 高山 千利, 清水 千草 

    直接経費: 3,200,000(円)  間接経費: 4,160,000(円)  金額合計: 960,000(円)

  • 脊髄におけるGABAの放出及びその抑制性応答と胎児期の運動機能発達との関連

    基盤研究(C)

    課題番号: 18K07823

    研究期間: 2018年04月  -  2022年03月 

    代表者: 清水 千草, 荒田 晶子, 高山 千利 

    直接経費: 3,400,000(円)  間接経費: 4,420,000(円)  金額合計: 1,020,000(円)

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    GABAは運動機能発達に重要な役割を担っている。なぜならば、グルタミン酸からGABAを合成する酵素であるグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)、GABAをシナプス小胞に充填する小胞性GABAトランスポーター(VGAT)、GAABの抑制性応答に必要なK+-Cl-共輸送体(KCC2)のいずれの欠損マウスも運動失調などを呈し、生直後に死亡する。しかし、胎児期の運動機能の発達におけるGABAの役割には不明な点も多い。そこで、運動情報の出力を行う脊髄前角におけるGABAの放出及びその抑制性応答の発達変化を明らかにし、運動発達との関連を解明することを本研究の目的とした。さらに、もう一つの抑制性神経伝達物質であるグリシンにも着目した。グリシンを神経終末に取り込むグリシントランスポーター2(GlyT2)は、GADなどの遺伝子欠損マウスと異なり、生後2週間まで生存した後、運動失調で死亡する。アストロサイトに取り込み、除去するグリシントランスポーター1の欠損マウスはGADと同じく生直後に死亡する。これらのことから、グリシンも含めた抑制性神経伝達物質と運動機能発達について検討を加えた。 その結果、胎児期の脊髄前角において、グリシン作動性神経よりもかなり早くから形成され始めるGABA作動性神経の形成とともに、放射状グリアによるGABAの除去システムは形成され始める。しかし、グリシン作動性神経の形成よりもかなり前に、放射状グリアによるグリシンの除去システムの構築が開始されることがわかった。放射状グリアによる局在は、GABAとグリシンで異なり、放射状グリアからアストロサイトに分化するに従い、GABAとグリシン除去システムは重なるようになることがわかった。これらの結果は、日本神経化学会などにて発表を行った。

  • 脊髄におけるGABAの放出及びその抑制性応答と胎児期の運動機能発達との関連

    基盤研究(C)

    課題番号: 18K07823

    研究期間: 2018年04月  -  2021年03月 

    代表者: 清水 千草, 荒田 晶子 

    直接経費: 3,400,000(円)  間接経費: 4,420,000(円)  金額合計: 1,020,000(円)

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    子宮内で手足を活発に動かす胎児の動きを母親は“胎動”として感じる。胎児期の運動機能の発達において、鍵となる分子が、抑制性神経伝達物質GABAである。なぜならば、グルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)やGABAをシナプス小胞に充填する小胞性GABAトランスポーター(VGAT)の欠損マウスは、いずれも四肢の筋硬直による運動失調を呈し、生直後に死亡するからである。GABAが抑制性に働くためには、細胞内Cl-濃度([Cl-]i)を低く保つことが必須であり、細胞外へCl-を排出するK+-Cl-共輸送体(KCC2)が重要な役割を担っている。KCC2欠損マウスもGAD、VGAT欠損マウスと同様、運動失調を呈し生直後に死亡する。 これらのことから、胎児期の運動機能の発達には、「GABAの放出」と「抑制性応答」の両方が、重要であると考えられる。しかし、GABAの放出とその抑制性応答が、発達に伴いどう変化し、胎児期の運動機能の発達とどのように関連しているのか不明な点が多い。そこで、運動情報の出力を担う脊髄前角に着目し、GABAの放出及びその抑制性応答の発達変化を明らかにし、胎児期の運動機能の発達との関連を解明することを本研究の目的とし、以下の①から④について検討する。 ①脊髄前角におけるGABA放出の発達変化、②脊髄運動神経細胞のGABAに対する応答性が、いつ興奮性から抑制性に変化するか、③上記の①及び②により、運動神経細胞から前肢への出力が、どう変化し、運動機能の発達と関連するか④GAD、VGAT、KCC2の欠損マウスが呈する運動失調の原因を解明し、その回復に挑戦する。

  • 高脂肪食がもたらす神経損傷によるGABAの機能変化と生活習慣病の発症との関連

    ■■■

    課題番号: 00000000

    研究期間: 2017年04月  -  2018年03月 

    代表者: 清水千草 

  • 脊髄における抑制性GABA及びグリシンシナプスの形成と運動機能の発達

    特別研究員奨励費

    課題番号: 16J40160

    研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

    代表者: 清水 千草 

    直接経費: 4,000,000(円)  間接経費: 5,200,000(円)  金額合計: 1,200,000(円)

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    子宮内で手足を活発に動かす胎児の動きを母親は胎動として感じる。胎児は母体を離れ外界に出たあと、手足を動かし母親を捜し、乳を飲み始める。このような運動機能の発達には、脊髄に局在する抑制性伝達物質であるGABAやグリシンが重要な役割を果たしている。しかし、胎動を含め、母親を捜し、乳を飲むなど生存に必須な運動機能の発達過程に、GABA及びグリシンシナプス形成やその抑制性がどのように関与しているのか不明な点が多い。そこで、運動の出力を担う脊髄における抑制性GABA及びグリシンシナプスの形成と運動機能の発達との関連を解明することを本研究の目的とした。 平成28年1月に、抑制性GABA及びグリシンシナプス形成過程についての研究成果をNeuroscience誌に発表した。運動出力を担う前角において、GABAの生合成酵素であるGADは胎齢14日には既に発現していた。GlyT2免疫陽性反応(グリシン作動性終末)は遅れて胎齢16日に発現した。生後7日齢まではGAD陽性終末が優位で、GlyT2は共存していた。しかし、2 週目以降GABA作動性終末は急激に消退し、グリシン作動性終末が優位となった。 この結果から、前角に局在する運動神経細胞に対し電気生理学的な手法を用い、GABA及びグリシンの放出について調べた。胎齢14日から少なくともGABAの放出が優位であり、生後14日では、グリシン放出が優位となると考えられ、その間は、GABAとグリシンの共放出が見られると考えた。この手法を行うに必須であるアンプが、不調で困難を感じたが、新たに購入しセットアップを完了した。現在、順調に作動することを確認している。 平成29年9月より、琉球大学分子解剖学講座の准教授を拝命することとなり、平成29年8月31日に日本学術振興会特別研究員(RPD)を辞職することとなったが、今後も本研究は遂行していく予定としている。

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その他研究費獲得情報 【 表示 / 非表示

  • フコイダンの糖尿病予防に関する研究

    研究費種類: 学内助成(後援会・財団含む)  参画方法: 研究分担者

    研究種別: 研究助成  事業名: 琉球大学 中期計画達成プロジェクト経費

    研究期間: 2017年04月  -  2018年03月 

    資金配分機関: 琉球大学

  • 高脂肪食がもたらす神経損傷によるGABAの機能変化と生活習慣病の発症との関連

    研究費種類: 学内助成(後援会・財団含む)  参画方法: 研究代表者

    研究種別: 研究助成  事業名: 琉球大学女性研究者支援研究費

    研究期間: 2017年04月  -  2018年03月 

    資金配分機関: 琉球大学

  • 健康に寄与する沖縄県産麹発酵飲料の開発

    研究費種類: 地方自治体  参画方法: 研究分担者

    研究種別: 研究助成  事業名: 沖縄科学技術イノベーションシステム構築事業

    研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

    代表者: 高山千利  資金配分機関: 沖縄県

  • 高脂肪食による脳内神経回路変化と玄米によるその改善

    研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究分担者

    研究種別: 研究助成  事業名: すかいらーくフードサイエンス研究所

    研究期間: 2016年04月  -  2017年03月 

    代表者: 高山千利  資金配分機関: すかいらーくフードサイエンス研究所

  • 高脂肪食が引き起こすGABA作動性神経回路の異常と玄米によるその改善

    研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究分担者

    研究種別: 研究助成  事業名: ひと・健康・未来研究財団

    研究期間: 2016年04月  -  2017年03月 

    代表者: 高山千利  資金配分機関: ひと・健康・未来研究財団

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