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中枢神経系の神経回路形成及び高次脳機能におけるセマフォリン3Aの分子機能解析

Research Project

Project/Area Number 13041010
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

谷口 雅彦  東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (70260346)

Project Period (FY) 2001 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥7,200,000 (Direct Cost: ¥7,200,000)
Fiscal Year 2002: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2001: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Keywordsセマフォリン / 軸索ガイダンス / 嗅覚 / 糸球体 / 嗅球 / 匂い地図 / ノックアウトマウス / コラプシン / 反発因子
Research Abstract

嗅覚系において、嗅上皮に存在する嗅細胞は約1000種類存在すると言われている嗅覚受容体の内1種類だけを発現しており、同種の嗅覚受容体を発現する嗅細胞の嗅神経は嗅球に存在する約1800個の糸球体の内わずか2〜数個の糸球体に正確に投射・収束する。糸球体の空間配置は嗅球における嗅覚系感覚地図(、いわゆる「匂い地図」を形成する。しかし、正確な匂い地図形成の分子メカニズムは現在ほとんど分かっていない。セマフォリンは神経軸索ガイダンスにおいて重要で、以前にセマフォリン分子のセマフォリン3A(Sema3A)のノックアウトマウスの解析により、初期発生中の末梢神経系の神経回路形成過程において重要な役割をしていることを明らかにした。しかし、Sema3Aは嗅覚系にも特異的な発現が認められる。現在は、嗅球にSema3Aの発現が認められる、嗅神経にSema3Aレセプターであるニューロピリン-1(NP-1)が発現している、嗅神経はSema3Aにより反発される、という理由等から嗅覚系、特に匂い地図形成におけるSema3Aの機能に注目をして研究を進めている。本研究では、抗OCAM(Zone II-IVに発現)抗体と抗NP-1抗体を匂い地図(糸球体地図)作製における分子マーカーとして使用し、成体Sema3Aノックアウトマウスの匂い地図形成を解析した。ワイルドマウスでは、NP-1を発現している嗅神経は嗅球の内側と外側の2つのバンドとして認められた。しかし、Sema3Aノックアウトマウスにおいてはワイルドマウスで見られたパターンが全く見られず、NP-1陽性の糸球体は嗅球全体に広がっていた。また抗OCAM抗体による匂い地図においても興味深い結果が得られた。さらにノックアウトマウスの機能解析において、匂いに対する嗅球の反応を見るためにoptical imaging法を用いて神経活動を解析した結果、匂いに対するパターン形成の変化を明らかにした。以上のことより、Sema3Aは嗅球において正確な匂い地図を形成するために必須であることを解明した。

Report

(2 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All Other

All Publications (8 results)

  • [Publications] Masahiko Taniguchi et al.: "Distorted odor maps in the olfactory bulb of Semaphorin 3A-dificient mice"J.Neurosci.. 23. 1390-1397 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Tomoyuki Masuda et al.: "Differential non-target-derived repulsive signals play a critical role in shaping initial axonal growth of dorsal root ganglion neurons"Dev.Biol.. 254. 289-302 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Hiroshi Usui et al.: "Plexin-A1 and plexin-B1 specifically interact at their cytoplasmic domains"Biochem.Biophys.Res.Commun... 300. 927-931 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Yukio Sasaki et al.: "Fyn and Cdk5 mediate Semaphorin 3A signaling, which is involved in regulation of dendrite orientation in cerebral cortex"Neuron. 35. 907-920 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Yoh-suke Mukouyama et al.: "Sensory nerves determine the pattern of arterial differentiation and blood vessel branching in the skin"Cell. 109. 693-705 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Y.Sugimoto et al.: "Guidance of glial precursor cell migration by secreted cues in the developing optic nerve"Development. 128. 3321-3330 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] S.Loes et al.: "Expression of class3 semaphorins and neuropilin receptors in the developing mouse tooth"Mech.Dev.. 101. 185-188 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 谷口雅彦: "神経回路形成とセマフォリン・ニューロピリン"バイオサンエンスの新世紀 第11巻 脳の発生・分化・可塑性. (印刷中). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2018-03-28  

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