東京大学

タウは、アルツハイマー病をはじめとする様々な神経変性疾患で脳に蓄積して、神経細胞の死を招く、認知症の原因となるタンパク質です。タウが脳内から除去される仕組みを明らかにすることが認知症の発症予防に繋がると考え、脳の細胞外での体液の流れに着目しました。マウスを用いた実験で脳内の老廃物を除去するグリアリンパ系(グリンパティックシステム)の仕組みによって、タウタンパク質が脳内から脳脊髄液に移動し、その後、頚部のリンパ節を通って脳の外へ除去されていること、またこの過程にアクアポリン4というタンパク質が関与していることを明らかにしました。

睡眠時に特定の神経細胞で観察される活動パターン(睡眠紡ぼう錘すい波発火パターン)の新規数理モデルを構築し、モデルのシミュレーションと力学系理論に基づいて睡眠紡錘波発火パターンの制御メカニズムを明らかにしました。本モデルについて分子的・数学的に詳細に解析し、①カリウムチャネルの特性が睡眠紡錘波発火パターンの生成に重要な役割を果たすこと、および②神経細胞膜を通過する内向き・外向き電流のバランスが睡眠紡錘波発火パターンの密度および細胞内カルシウム濃度を制御し得ることを明らかにしました。