フェレットを用いた大脳皮質神経回路の形成機構の解明
| Project/Area Number |
21K19306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
河崎 洋志 金沢大学, 医学系, 教授 (50303904)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 大脳 / U線維 / フェレット / 大脳皮質 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトの大脳にはマウスの大脳には見られない、高等哺乳動物に特徴的な様々な脳構築が存在し、これらの解析は次世代の重要研究課題である。U線維は大脳皮質直下にある短連合線維であり、近隣の大脳皮質の機能的連合に重要と考えられているが、マウスでの存在が報告されておらずその解析は遅れていた。そこで本研究課題ではU線維の投射パターンや形成制御機構を解明する。U線維は認知症における重要性も指摘されており、本研究課題の成果は臨床医学的もしくは社会的な波及効果も大きい。また高等哺乳動物にはU線維以外にも、様々な特徴的な神経回路が存在することから、本研究課題の成果はそれらにも幅広く応用が可能であるなど発展性も大きい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの大脳は、マウスなどの大脳に比べて著しく発達していることが特徴的である。大脳は肥大化し、大脳表面には皺構造を獲得し、また様々な神経線維連絡も複雑化した。これらの変化は高次脳機能の獲得に重要であったと考えられている。しかし発達した大脳構築の分子遺伝学的解析はマウスを用いて行うことが困難であることから、我々は新たなモデル動物の必要性を考え、食肉類哺乳動物フェレットに着目してきた。フェレットは大脳が大きく、脳回を持つなど大脳が発達している。我々はこれまでに、ヒトやサルで見いだされていたＵ線維に着目した研究を進めてきた。Ｕ線維は大脳皮質直下にある短連合線維であり、近隣の大脳皮質の機能的連合に重要と考えられている。我々のフェレットの遺伝子操作技術を用いた研究の結果、フェレットにもＵ線維が存在すること、Ｕ線維は大脳皮質２／３層および５／６層に由来することなどを発見した。さらにこれまで不明であったＵ線維内部の詳細な特性解析を行い、フェレット大脳皮質のＵ線維領域を各種染色を用いて解析した結果、Ｕ線維領域は特徴の異なる２つの亜領域に分割できることを見いだし、内側Ｕ線維領域と外側Ｕ線維領域と命名した。電子顕微鏡を用いた解析の結果、外側Ｕ線維領域に比べて内側Ｕ線維領域は、厚い髄鞘を持つ太い軸索が多く分布していることを見いだした。この結果は、Ｕ線維領域は従来考えられてきた以上に複雑な構成をしていることを示唆している。
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Report
(3 results)
Research Products
(49 results)
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[Journal Article] Localized astrogenesis regulates gyrification of the cerebral cortex2022
Author(s)
Shinmyo Yohei、Saito Kengo、Hamabe-Horiike Toshihide、Kameya Narufumi、Ando Akitaka、Kawasaki Kanji、Duong Tung Anh Dinh、Sakashita Masataka、Roboon Jureepon、Hattori Tsuyoshi、Kannon Takayuki、Hosomichi Kazuyoshi、Slezak Michal、Holt Matthew G.、Tajima Atsushi、Hori Osamu、Kawasaki Hiroshi
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Journal Title
Science Advances
Volume: 8
Issue: 10
Pages: 1-15
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] ERAD components Derlin-1 and Derlin-2 are essential for postnatal brain development and motor function2021
Author(s)
Sugiyama T, Murao N, Kadowaki H, Takao K, Miyakawa T, Matsushita Y, Katagiri T, Futatsugi A, Shinmyo Y, Kawasaki H, Sakai J, Shiomi K, Nakazato M, Takeda K, Mikoshiba K, Ploegh HL, Ichijo H, Nishitoh H
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Journal Title
iScience
Volume: 24
Issue: 7
Pages: 102758-102758
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] A positive feedback loop of FGF signaling induces astrocyte expansion and folding of the cerebral cortex in gyrencephalic animals2022
Author(s)
Yohei Shinmyo, Kengo Saito, Toshihide Hamabe-Horiike, Narufumi Kameya, Tsuyoshi Hattori, Takayuki Kannon, Kazuyoshi Hosomichi, Michal Slezak, Matthew G. Holt, Atsushi Tajima, Osamu Hori, Hiroshi Kawasaki
Organizer
International symposium "Development and Plasticity of the Brain"
Related Report
Int'l Joint Research
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