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Role of mitochondria in neural circuit formation

Research Project

Project/Area Number 21790059
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biological pharmacy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

KOYAMA Ryuta  The University of Tokyo, 大学院・薬学系研究科, 助教 (90431890)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords神経生物学 / 海馬 / てんかん / 異常発芽 / ミトコンドリア / BDNF / 培養切片 / 乳幼児けいれん / 軸索誘導
Research Abstract

In this study, we used in vivo and in vitro models (Muramatsu, Koyama and others., Brain 133:60-75, 2010) of neonatal seizures to test the hypothesis that abnormally increased mitochondrial numbers produce surplus ATP and induce axonal branches under hyperexcitable conditions. We have revealed that axonal mitochondria rewire neural circuits in the epileptic brain via the mechanisms highlighted below.
〓Mitochondria accumulate in axons after seizures.
〓The accumulation of axonal mitochondria is neuronal activity-dependent.
〓Axons release neurotrophin to attract mitochondria in adjacent axonal shafts.
〓Localized mitochondria induce and maintain axonal branches via ATP production.

Report

(3 results)
  • 2010 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (26 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Novel etiological and therapeutic strategies for neurodiseases : Mechanisms and consequences of febrile seizures : Lessons from animal models2010

    • Author(s)
      Ryuta Koyama
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 113 Pages: 14-22

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    • Author(s)
      Tao K., Matsuki N, Koyama R.
    • Organizer
      第1回東北大学脳科学国際シンポジウム P-M18
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2011-01-21
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    • Author(s)
      Tao K., Matsuki N, Koyama R.
    • Organizer
      第40回北米神経科学会年会 332.4
    • Place of Presentation
      サンディエゴ
    • Year and Date
      2010-11-15
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    • Author(s)
      小山隆太、中原聡一郎、田中謙二、鍋倉淳一、伊関峰生、渡辺正勝、松木則夫
    • Organizer
      第2回光操作研究会(第33回Neuro2010サテライトシンポジウム)(口演)
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Year and Date
      2010-09-09
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  • [Presentation] 神経活動依存的なミトコンドリア動態の軸索形態形成への関与2010

    • Author(s)
      田尾賢太郎、松木則夫、小山隆太
    • Organizer
      第33回日本神経科学大会 P1-e15
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2010-09-02
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  • [Presentation] てんかん脳におけるBDNF依存的なミトコンドリア局在化と異所性神経回路形成2010

    • Author(s)
      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
    • Organizer
      第122回日本薬理学会関東部会 MS1-1(口演)
    • Place of Presentation
      静岡
    • Year and Date
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    • Author(s)
      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
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      第122回日本薬理学会関東部会 MS1-1 (口演)
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      静岡
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    • Author(s)
      中原聡一郎
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      第122回日本薬理学会関東部会
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      静岡
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      2010-06-05
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  • [Presentation] 神経活動依存的なミトコンドリア動態の制御による軸索形態形成2010

    • Author(s)
      田尾賢太郎、松木則夫、小山隆太
    • Organizer
      東京大学生命科学研究ネットワークシンポジウム2010 PA-082
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
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      田尾賢太郎
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      東京大学生命科学研究ネットワークシンポジウム2010
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      東京
    • Year and Date
      2010-05-01
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  • [Presentation] 若手薬理学者による脳疾患への挑戦-分子から個体レベルに至る病態解明と創薬を目指して-2010

    • Author(s)
      小山隆太(世話人、オーガナイザー)、泉安彦
    • Organizer
      第130回日本薬学会 S61
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-29
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  • [Presentation] 苔状線維の異常発芽における軸索誘導メカニズムの解明2009

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      小山隆太、松木則夫
    • Organizer
      第18回海馬と高次機能学会 セッション5-1(口演)
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      金沢
    • Year and Date
      2009-11-22
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  • [Presentation] 軸索内ミトコンドリア局在化による歯状回神経回路の再編成2009

    • Author(s)
      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
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      第18回海馬と高次機能学会 セッション5-2(口演)
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      金沢
    • Year and Date
      2009-11-22
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  • [Presentation] 軸索内ミトコンドリア局在化による歯状回神経回路の再編成2009

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      中原聡一郎
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      第18回海馬と高次機能学会
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      金沢
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      2009-11-22
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  • [Presentation] 脳由来神経栄養因子によるミトコンドリアの局在を介した苔状線維異常発芽の制御2009

    • Author(s)
      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
    • Organizer
      第43回日本てんかん学会 p2-8
    • Place of Presentation
      弘前
    • Year and Date
      2009-10-23
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  • [Presentation] 脳由来神経栄養因子によるミトコンドリアの局在を介した苔状線維異常発芽の制御2009

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      中原聡一郎
    • Organizer
      第43回日本てんかん学会
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      弘前
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      2009-10-23
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  • [Presentation] MItochondrial dynamics regulates hippocampal mossy fiber morphogenesis.2009

    • Author(s)
      Tao K.Matsuki N, Koyama R.
    • Organizer
      第39回北米神経科学会年会 311.3
    • Place of Presentation
      シカゴ
    • Year and Date
      2009-10-19
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  • [Presentation] Mitochondrial dynamics regulates hippocampal mossy fiber morphogenesis2009

    • Author(s)
      田尾賢太郎
    • Organizer
      第39回北米神経科学会年会
    • Place of Presentation
      シカゴUSA
    • Year and Date
      2009-10-19
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  • [Presentation] てんかん脳の歯状回における異所性神経回路の形成2009

    • Author(s)
      小山隆太
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      第32回日本神経科学大会(Neuroscience2009) SY3-F2-4
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      名古屋
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      2009-09-18
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  • [Presentation] ミトコンドリア輸送の調節による軸索形態形成の制御2009

    • Author(s)
      田尾賢太郎、松木則夫、小山隆太
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      第32回日本神経科学大会 P3-a06
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      名古屋
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      2009-09-18
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  • [Presentation] てんかん脳の歯状回における異所性神経回路の形成2009

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      小山隆太
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      名古屋
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      2009-09-18
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  • [Presentation] 海馬苔状線維の異常発芽におけるミトコンドリアの関与の解明2009

    • Author(s)
      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
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  • [Presentation] 脳由来神経栄養因子によるミトコンドリアの局在を介した軸索側枝形成の制御2009

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      中原聡一郎、松木則夫、小山隆太
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      平成21年度生理学研究所研究会 神経科学の新しい解析法とその応用
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      岡崎
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      2009-07-16
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  • [Presentation] ミトコンドリア動態による軸索形態形成の制御2009

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      田尾賢太郎、松木則夫、小山隆太
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      第120回日本薬理学会関東部会 P33(ショートトーク+ポスター)
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      2009-07-11
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      田尾賢太郎
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      第120回日本薬理学会関東部会
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    • Year and Date
      2009-07-11
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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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