Tanaka, Kenji

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Affiliation

School of Medicine, Department of Neuropsychiatry （Shinanomachi）

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Associate Professor

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Profile 【 Display / hide 】

  • 1991年　麻布高校卒
    1997年　慶應義塾大学医学部卒
    2003年　慶應義塾大学大学院修了
    2016年　慶應義塾大学医学部精神神経科学　准教授
    2019年　慶應義塾大学体育会アメリカンフットボール部　部長

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Message from the Faculty Member 【 Display / hide 】

  • patience

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Academic Degrees 【 Display / hide 】

  • Doctor (Medicine), Keio University, Coursework, 2003.03

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Licenses and Qualifications 【 Display / hide 】

  • 医師免許, 1997.04

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Research Areas 【 Display / hide 】

  • Neurochemistry/Neuropharmacology

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Research Keywords 【 Display / hide 】

  • FASTシステム

  • KENGE-tet

  • fiberphotometry

  • optogenetics

  • motivation

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Papers 【 Display / hide 】

  • Nitric oxide-mediated signal transmission in bladder vasculature as a therapeutic target of PDE5 inhibitors: Rodent model studies.

    Tanaka H, Mitsui R, Oishi M, Passlick S, Jabs R, Steinhäuser C, Tanaka KF, Hashitani H

    British journal of pharmacology  2020.12

    ISSN  0007-1188

  • Intracellular ATP levels in mouse cortical excitatory neurons varies with sleep–wake states

    Natsubori A., Tsunematsu T., Karashima A., Imamura H., Kabe N., Trevisiol A., Hirrlinger J., Kodama T., Sanagi T., Masamoto K., Takata N., Nave K.A., Matsui K., Tanaka K.F., Honda M.

    Communications Biology （Communications Biology)  3 （ 1 ） 491 2020.12

    　View Summary

    © 2020, The Author(s). Whilst the brain is assumed to exert homeostatic functions to keep the cellular energy status constant under physiological conditions, this has not been experimentally proven. Here, we conducted in vivo optical recordings of intracellular concentration of adenosine 5’-triphosphate (ATP), the major cellular energy metabolite, using a genetically encoded sensor in the mouse brain. We demonstrate that intracellular ATP levels in cortical excitatory neurons fluctuate in a cortex-wide manner depending on the sleep-wake states, correlating with arousal. Interestingly, ATP levels profoundly decreased during rapid eye movement sleep, suggesting a negative energy balance in neurons despite a simultaneous increase in cerebral hemodynamics for energy supply. The reduction in intracellular ATP was also observed in response to local electrical stimulation for neuronal activation, whereas the hemodynamics were simultaneously enhanced. These observations indicate that cerebral energy metabolism may not always meet neuronal energy demands, consequently resulting in physiological fluctuations of intracellular ATP levels in neurons.

  • Essential role of microglial transforming growth factor-β1 in antidepressant actions of (R)-ketamine and the novel antidepressant TGF-β1

    Zhang K., Yang C., Chang L., Sakamoto A., Suzuki T., Fujita Y., Qu Y., Wang S., Pu Y., Tan Y., Wang X., Ishima T., Shirayama Y., Hatano M., Tanaka K.F., Hashimoto K.

    Translational Psychiatry （Translational Psychiatry)  10 （ 1 ） 32 2020.12

    　View Summary

    © 2020, The Author(s). In rodent models of depression, (R)-ketamine has greater potency and longer-lasting antidepressant effects than (S)-ketamine; however, the precise molecular mechanisms underlying the antidepressant actions of (R)-ketamine remain unknown. Using RNA-sequencing analysis, we identified novel molecular targets that contribute to the different antidepressant effects of the two enantiomers. Either (R)-ketamine (10 mg/kg) or (S)-ketamine (10 mg/kg) was administered to susceptible mice after chronic social defeat stress (CSDS). RNA-sequencing analysis of prefrontal cortex (PFC) and subsequent GSEA (gene set enrichment analysis) revealed that transforming growth factor (TGF)-β signaling might contribute to the different antidepressant effects of the two enantiomers. (R)-ketamine, but not (S)-ketamine, ameliorated the reduced expressions of Tgfb1 and its receptors (Tgfbr1 and Tgfbr2) in the PFC and hippocampus of CSDS susceptible mice. Either pharmacological inhibitors (i.e., RepSox and SB431542) or neutralizing antibody of TGF-β1 blocked the antidepressant effects of (R)-ketamine in CSDS susceptible mice. Moreover, depletion of microglia by the colony-stimulating factor 1 receptor (CSF1R) inhibitor PLX3397 blocked the antidepressant effects of (R)-ketamine in CSDS susceptible mice. Similar to (R)-ketamine, the recombinant TGF-β1 elicited rapid and long-lasting antidepressant effects in animal models of depression. Our data implicate a novel microglial TGF-β1-dependent mechanism underlying the antidepressant effects of (R)-ketamine in rodents with depression-like phenotype. Moreover, TGF-β1 and its receptor agonists would likely constitute a novel rapid-acting and sustained antidepressant in humans.

  • Diffusion functional MRI reveals global brain network functional abnormalities driven by targeted local activity in a neuropsychiatric disease mouse model

    Abe Y., Takata N., Sakai Y., Hamada H.T., Hiraoka Y., Aida T., Tanaka K., Bihan D.L., Doya K., Tanaka K.F.

    NeuroImage （NeuroImage)  223   117318 2020.12

    ISSN  10538119

    　View Summary

    © 2020 The Authors Diffusion functional magnetic resonance imaging (DfMRI) has been proposed as an alternative functional imaging method to detect brain activity without confounding hemodynamic effects. Here, taking advantage of this DfMRI feature, we investigated abnormalities of dynamic brain function in a neuropsychiatric disease mouse model (glial glutamate transporter-knockdown mice with obsessive–compulsive disorder [OCD]-related behavior). Our DfMRI approaches consisted of three analyses: resting state brain activity, functional connectivity, and propagation of neural information. We detected hyperactivation and biased connectivity across the cortico-striatal-thalamic circuitry, which is consistent with known blood oxygen-level dependent (BOLD)-fMRI patterns in OCD patients. In addition, we performed ignition-driven mean integration (IDMI) analysis, which combined activity and connectivity analyses, to evaluate neural propagation initiated from brain activation. This analysis revealed an unbalanced distribution of neural propagation initiated from intrinsic local activation to the global network, while these were not detected by the conventional method with BOLD-fMRI. This abnormal function detected by DfMRI was associated with OCD-related behavior. Together, our comprehensive DfMRI approaches can successfully provide information on dynamic brain function in normal and diseased brains.

  • Chd8 mutation in oligodendrocytes alters microstructure and functional connectivity in the mouse brain.

    Kawamura A, Abe Y, Seki F, Katayama Y, Nishiyama M, Takata N, Tanaka KF, Okano H, Nakayama KI

    Molecular brain 13 （ 1 ） 160 2020.11

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Papers, etc., Registered in KOARA 【 Display / hide 】

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Reviews, Commentaries, etc. 【 Display / hide 】

  • 新しい役者を標的にした脳卒中研究の新潮流-グリア細胞、神経幹細胞、血管壁細胞-　血管壁細胞の光操作

    田中 謙二, 阿部 欣史, 權 秀珍, 大石 光洋

    脳循環代謝 ((一社)日本脳循環代謝学会)  32 ( 1 ) 54 - 54 2020.11

    ISSN  0915-9401

  • 新規小脳型多系統萎縮症モデルによる脱髄・神経細胞障害機序とグリア制御による新規治療法開発の試み

    西村 由宇慈, 真崎 勝久, 松瀬 大, 山口 浩雄, 雑賀 徹, 田中 辰典, 田中 謙二, 山崎 亮, 貞島 祥子, 岩城 徹, 吉良 潤一

    神経免疫学 (日本神経免疫学会)  25 ( 1 ) 110 - 110 2020.10

    ISSN  0918-936X

  • 【精神医学・医療の未来を拓く人材育成】精神科医の経験を持つ基礎研究者の人材育成

    田中 謙二

    精神医学 ((株)医学書院)  62 ( 3 ) 329 - 332 2020.03

    ISSN  0488-1281

    　View Summary

    ＜文献概要＞精神科医の経験を持つ基礎研究者をどのように育成するのか。あらゆる医学部,医科大学において,臨床経験を持つ基礎研究者をどうやって育成するのか必死で大学執行部が考えている。つまり,これは精神科に限った命題ではない。本稿では4名の40代の基礎医学研究者のケースを報告し,そこに筆者の考えを添えた。基礎研究者に求められる独自性は母校をキャリアの早期に離れることで生まれるだろうという指摘,2年間の初期研修による影響が基礎研究者人材育成に影響を及ぼすかどうか知るにはもう少し経過観察が必要であろうという指摘,甘やかす人材育成プログラムは人材育成に役立たないという指摘が筆者から読者へのメッセージである。これらのメッセージは我々凡人には良く適合するだろう。一方で,英才は英才教育によって育つ事実も指摘しておく。

  • 神経精神医学　根気は海馬とセロトニンが制御する

    吉田 慶多朗, 田中 謙二

    医学のあゆみ (医歯薬出版(株))  272 ( 7 ) 607 - 608 2020.02

    ISSN  0039-2359

  • 【脳の半分を占めるグリア細胞　脳と心と体をつなぐ"膠"】(第5章)グリアの解析手法　グリア活動を反映するBOLD-fMRI信号

    高田 則雄, 田中 謙二

    実験医学 ((株)羊土社)  37 ( 17 ) 3004 - 3009 2019.11

    ISSN  0288-5514

    　View Summary

    機能的磁気共鳴画像法(fMRI)によってヒトの脳全体が動的で多様な活動を示すことが判明している。ただしfMRIは神経細胞の活動を直接計測しておらず、脳血中の酸素化濃度を反映した信号(BOLD信号)を検出する。BOLD信号は神経細胞活動の指標として用いられてきたが、グリア細胞の活動と相関することも近年報告されている。そこでBOLD信号発生の物理学的・生理学的背景を概説したうえで、グリア細胞の活性化がBOLD信号を誘導する因果関係を示したわれわれの仕事を紹介する。BOLD信号は神経細胞だけでなくグリア細胞の代謝活動も反映している可能性がある。(著者抄録)

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Presentations 【 Display / hide 】

  • the 5th BRI International Symposium: Genome editing technology; its status quo and application to brain research

    Tanaka Kenji

    the 5th BRI International Symposium: Genome editing technology; its status quo and application to brain research, 2015.03, Oral Presentation(general)

  • 特定細胞集団の活動を操作する、観察する

    Tanaka Kenji

    都医学研セミナー (東京都医学総合研究所　講堂) , 2015.01, Public discourse, seminar, tutorial, course, lecture and others, 東京都医学総合研究所

  • 第25回マイクロダイアリシス研究会

    Tanaka Kenji

    第25回マイクロダイアリシス研究会, 2014.12, Oral Presentation(general)

  • 精神医学研究にオプトジェネティクスが期待されること

    Tanaka Kenji

    第35回日本レーザー医学会総会, 2014.11, Oral Presentation(guest/special)

  • Microglia transform astrocytes into neuroprotective phenotypes by inhibiting P2Y1 receptors.

    Tanaka Kenji

    第57回日本神経化学会大会 (奈良県文化会館) , 2014.09, Oral Presentation(general)

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Research Projects of Competitive Funds, etc. 【 Display / hide 】

  • Glia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions

    2020.11
    -
    2025.03

    The University of Tokyo, 岡部 繁男, 星野 歩子, 松田 道行, 小泉 修一, 石井 優, 田中 謙二, 津田 誠, 史 蕭逸, 小山 隆太, 和氣 弘明, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    　View Summary

    脳の広範な機能の理解には神経細胞以外の細胞要素、特に神経細胞と接して存在するグリア細胞の情報を読み出す必要がある。本領域の目標はグリア細胞の状態・機能・細胞間シグナル伝達を包括的に読み出す技術（デコーディング技術）を開発し、脳と身体の間での生体情報の統合を理解する所にある。このような研究を推進するには従来の脳科学研究の成果を踏まえつつも、全く異なるアイディアや計測技術を取り込み、異分野との連携を行う必要がある。総括班ではこのような研究の新規性、技術的優位性、異分野連携に特に力を入れて目標達成に向けた領域の推進に貢献する。

  • グリア・神経ネットワークの統合による脳内エネルギー代謝機構

    2020.11
    -
    2025.03

    Keio University, 田中 謙二, 松井 広, Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

    　View Summary

    本研究の概要は、神経回路、グリア細胞、血管等の複数の異なる脳内機能要素間を統合するメカニズムを探索する研究である。また、脳内エネルギー代謝は、脳のサバイバルを担うに留まらず、神経回路を流れる情報そのものの特性を左右する存在であることを明らかにする。さらに、本研究では、末梢から中枢へと伸びる迷走神経を、生来の中枢へのアクセスルートとして人為的に活用し、脳内環境を遠隔操作することにも挑戦する。グリア細胞を起点とするエネルギーのスマート供給システムを調整し、神経・精神疾患の治療原理を開拓する。

  • 意欲行動の持続にかかわる神経基盤の解明

    2019.04
    -
    2021.03

    MEXT,JSPS, Grant-in-Aid for Scientific Research, 田中　謙二, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas, Principal Investigator

    　View Summary

    意欲行動は、行動の開始、行動の持続、目的の達成という段階に分けることができる。意欲行動の持続にかかわる神経基盤は全く分かっていない。予備実験により、腹側線条体へ投射する腹側海馬が、意欲行動の持続に関与するという仮説をたてるに十分な根拠を得た。本研究では、腹側海馬が意欲行動の持続を制御するという仮説を証明するとともに、その神経回路基盤、分子基盤をも明らかにする。

  • Establishment and applications of model mice with fluctuated deafness by advanced gene-engineering methods

    2018.04
    -
    2022.03

    Niigata University, 日比野 浩, 澤村 晴志朗, 増田 正次, 田中 謙二, 神崎 晶, 崔 森悦, 任 書晃, 永森 收志, Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    　View Summary

    ドキシサイクリン(DOX)投与によりNKCC1の発現が保たれるNKCC1-DOXマウスにおいて、生後３週から投与を中断することで数カ月にわたり蝸牛における発現が徐々に低下すること、NKCC1の発現低下に合わせて緩徐に進行する難聴が誘導されることを、それぞれ免疫組織学的解析・聴性脳幹反応の計測により明らかにした。このことから、NKCC1-DOXマウスは、ヒトの長期的な変動性難聴を模倣するモデル動物として有用であることが示唆された。さらに、微小ガラス電極を蝸牛内に挿入する電気生理学的解析により、予備的ではあるが、難聴の進行と併せて蝸牛内特殊体液の電位が低下していく結果が得られた。これらのことから、本モデル動物では、DOX投与の中断によるNKCC1発現の低下に従い、蝸牛の側壁を構成する血管条のイオン輸送機能が低下し、蝸牛内のイオン・電気的環境が破綻することで、緩徐進行性の難聴が引き起こされることが示唆された。
    また、光照射によって蝸牛のイオン輸送機能が低下し、急性難聴を呈するChR2マウスにおいて、音を与えている最中の蝸牛電位を蝸牛に対して非侵襲に測定する手法の基礎を確立した。この手法を用いることで、音に対する蝸牛の電気応答が、1分程度の非常に短時間の光照射で減弱すること、光照射をやめると１～2分で蝸牛機能が回復することを明らかにした。本手法では、同一の蝸牛において光照射による蝸牛機能の障害と回復を15回程度繰り返し、反復的な難聴が安定して見られることを確認している。これらのことから、ChR2マウスは急性かつ反復性の難聴を模倣するモデル動物として活用できることが示唆された。
    計画の通り、NKCC1-DOXマウスを用いた緩徐発症型の変動性難聴モデル動物、および光遺伝学的手法を用いた急性発症型の変動性難聴モデル動物の確認・樹立に成功した。さらに、難聴が起こる原因として、さらなる確認は必要ではあるが、蝸牛内のイオン・電気的環境が破綻している可能性を示した。上記のモデル動物は、それぞれ長期的・短期的な聴力変動を誘導することができるため、今後の計画である、ヒト難聴に見られる変動性難聴の症状反復による重症化のメカニズム探索において、有用なツールとして活用できることが期待された。
    これまでに樹立した二種の変動性難聴モデル動物を用いて、2つの電気生理的解析アプローチの方法論をさらに確認・確定すると共に、ヒト難聴に見られる長期間の反復による不可逆化といった重症化のメカニズムを明らかにする。まず、上記のモデル動物を用いて、様々な期間や頻度で難聴を繰り返し誘導し、重症化する条件を探索する。さらに聴覚を司る蝸牛組織の機能と形態を調べることで、重症化の責任組織を明らかにする。また、責任組織が特定されたら、タンパク質の網羅的解析により組織機能変化の原因となる分子の候補を同定する。

  • グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態

    2018.04
    -
    2019.03

    Niigata University, 竹林 浩秀, 小泉 修一, 田中 謙二, 尾崎 紀夫, 岡部 繁男, 池中 一裕, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

    　View Summary

    事後報告書をまとめるため、研究代表者（池中）と分担者（岡部、尾崎、小泉、田中、竹林）が打ち合わせを行い、その後、メールや電話で相談した。まとめた事後報告書を文部科学省に提出し、平成３０年１０月１日に岡部、小泉、久島（尾崎代理）の３名で事後評価ヒアリングに参加し、岡部がプレゼンテーションを行なった。その結果、Aの評価を得た。その後、研究代表者を池中から竹林へと交代し、業務を滞りなく引き継いだ。事後報告書に基づき、最終報告書の冊子を作成するために本領域の計画班員、公募班員から論文業績、特許、広報などに関する情報を集め、領域の最終評価書のアウトラインを作成した。以上の情報に加え、文科省からの評価書を受領し、５年間の班会議、公開シンポジウム、若手の会などの活動状況、アウトリーチ活動、ホームページを介した広報活動などをまとめ、平成３１年２月下旬に研究代表者と研究分担者で最終報告書を校正・校了した。最終報告書を１６０部印刷し、班員および関係者に広く配布した。なお、代表論文の掲載を含んだ製本を行なうと、ページ数が増えるうえにコストもかかるため、論文業績はタイトル、著者名、雑誌名、巻、ページ番号、doiのみを表記することとした。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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Works 【 Display / hide 】

  • 夏休みの研究体験

    2013.07
    -
    2013.08
    , 

    Other, Single

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    4日間にわたって、脳科学研究実習、精神科臨床見学（NIRSの実体験含む）、解剖学教室見学などを行った。

  • ゆとりの時間「Let's Enjoy High School Science」

    田中謙二

    2013.07
    -
    Present
    , 

    Other, Single

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    慶應義塾湘南藤沢高等部　1年生の生物選択の生徒対象　

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Courses Taught 【 Display / hide 】

  • PHYSIOLOGY 1

    2020

  • MCB(MOLECULAR CELL BIOLOGY)

    2020

  • LECTURE SERIES, PSYCHIATRY

    2020

  • LECTURE SERIES, INTERNAL MEDICINE (NEUROLOGY)

    2020

  • PHYSIOLOGY 1

    2019

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