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細胞系譜による神経細胞の個性化と回路形成

Research Project

Project/Area Number 15J02806
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Neurophysiology / General neuroscience
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

豊田 峻輔  山梨大学, 総合研究部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords神経細胞 / 神経回路 / 遺伝子制御 / 運動学習
Outline of Annual Research Achievements

脳は回路特性や生理学的特性の異なる多数の神経細胞によって構成されており、並列分散的で高度な情報処理を行っている。近年我々は発生期のエピジェネティック修飾が神経細胞の個性化や回路形成に関与することを世界に先駆けて明らかにした(Toyoda et al., 2014, Neuron; Tarusawa,… Toyoda et al., 2016, BMC Biol)。しかしながら、高次脳機能との関連性についてはあまり理解が進んでいない。そこで、Aldolase C/Zebrin Ⅱ遺伝子の下流にtdTomatoを挿入したノックインマウス(Tsutsumi et al., 2015, J Neurosci.)を用いることで、小脳プルキンエ細胞に着目し、細胞系譜と局所回路、投射先との関連性についての解析を試みた。昨年度に引き続き、標識遺伝子導入後すでに単離したクローンES細胞株を用いてキメラマウスの作製を行い、行動課題中のプルキンエ細胞の活動および微帯構造との関連性について2光子顕微鏡を用いたカルシウムイメージングを行った。しかしながら、ES細胞の寄与率が高い個体が得られず、CRISPR/Cas9システムを用いた手法についても検討したものの、最終年度であり時間的な余裕がなかったことから保留することとした。また、マウスで得られた知見をヒトにおいて検証するために、双生児を対象に、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)による自然な知覚・認知条件下の脳活動計測についても実施した。被験者を新たにリクルートすることで、これまでに一卵性、二卵性双生児を各20組程度調べたところ、高次認知に関わる領域が強く遺伝的影響を受けている結果を得たため、学会やシンポジウム等で発表を行った。今後はゲノム、エピゲノム情報との関連性を調べることで、個性的な脳機能をもたらす神経基盤の解明を進める予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Establishment of high reciprocal connectivity between clonal cortical neurons is regulated by the Dnmt3b DNA methyltransferase and clustered protocadherins2016

    • Author(s)
      Tarusawa E., Sanbo M., Okayama A., Miyashita T., Kitsukawa T., Hirayama T., Hirabayashi T., Hasegawa S., Kaneko R., Toyoda S., Kobayashi T., Kato-Itoh M., Nakauchi H., Hirabayashi M., Yagi T., Yoshimura Y.
    • Journal Title

      BMC Biology

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 103-103

    • DOI

      10.1186/s12915-016-0326-6

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自然な視聴覚体験の脳内表現における遺伝的寄与2018

    • Author(s)
      豊田峻輔
    • Organizer
      日本発達心理学会第 29 回大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 自然な知覚・認知の脳内表現における遺伝環境要因の解析2018

    • Author(s)
      豊田峻輔, 西田知史, 本多智佳, 渡邉幹夫, 大阪ツインリサーチグループ, 西本伸志
    • Organizer
      第32回日本双生児研究学会 学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 双子を対象としたヒト脳内情報表現の個性における遺伝要因の解明2017

    • Author(s)
      豊田峻輔, 西田知史, 本多智佳, 渡邉幹夫, 大阪ツインリサーチグループ, 西本伸志
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト脳内における自然視聴覚情報表現への遺伝的寄与2017

    • Author(s)
      豊田峻輔, 西田知史, 本多智佳, 渡邉幹夫, 大阪ツインリサーチグループ, 西本伸志
    • Organizer
      第64回中部日本生理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Genetic contributions to the representation of natural audiovisual experiences in the human brain2017

    • Author(s)
      Satoshi Nishida, Shunsuke Toyoda, Chika Honda, Mikio Watanabe, Osaka Twin Research Group, Shinji Nishimoto
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞の多様化に重要な発生期のエピジェネティック制御2015

    • Author(s)
      豊田峻輔
    • Organizer
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 豊田峻輔 ホームページ

    • URL

      http://researchmap.jp/toyoda02/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 山梨大学医学部・大学院総合研究部 生理学講座神経生理学教室 ホームページ

    • URL

      http://www.med.yamanashi.ac.jp/basic/physio02/Kitamura_Lab_j/Top_j.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 山梨大学医学部・大学院総合研究部  生理学講座第2教室 ホームページ

    • URL

      http://www.med.yamanashi.ac.jp/basic/physio02/Kitamura_Lab_j/Top_j.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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