Structural asymmetry of the growth cone observed by the novel scanning microscopy

• Project/Area Number: 24650162
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: IGARASHI MICHIHIRO 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50193173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): USHIKI Tatsuo 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40184999)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 成長円錐 / イオン伝導顕微鏡 / 3D画像 / 神経成長 / イメージング / 走査型顕微鏡 / 微小管 / ３次元構造

Research Abstract

We postulated the observation methods of the growth cone using the novel scanning microscopy called scanning ion-conductance microscopy (SICM). At least for 20 min, we could obtain the clear micrographsof the growth cone both in the cortical neurons and in NG108-15 cells using SICM. We observed the clusters of the small pits on the surface of the growth cone. These structures were maximally observed after 3 days from the culture. They were asymmetrically distributed, namely, they were concentrated on the only one side of the growth cone.

Research Products

• [Journal Article] Pioneering axons regulate neuronal polarization in the developing cerebral cortex (2014)
  • Author(s): Namba, T., Kibe, Y., Funahashi, Y., Nakamuta, S., Takano, T., Ueno, T., Shimada, A., Kozawa, S., Okamoto, M., Shimoda, Y., Oda, K., Wada, Y., Masuda, T., Sakakibara, A., Igarashi, M., Miyata, T., Faivre-Sarrailh, C., Takeuchi, K., Kaibuchi, K.
  • Journal Title: Neuron Volume: 81 Pages: 814-829
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Wnt/Planar Cell Polarity Pathway Component Vangl2 Induces Synapse Formation through Direct Control of N-Cadherin (2014)
  • Author(s): Nagaoka, T., Ohashi, R., Inutsuka, A., Sakai, S., Fujisawa, N., Yokoyama, M., Huang, YH., Igarashi, M., Kishi, M.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 6 Pages: 916-927
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Wnt/Planar Cell Polarity Pathway Component Vangl2 Induces Synapse Formation through Direct Control of N-Cadherin. (2014)
  • Author(s): Nagaoka T, Ohashi R, Inutsuka A, Sakai S, Fujisawa N, Yokoyama M, Huang YH, Igarashi M, Kishi M
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 6 Issue: 5 Pages: 916-27
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.01.044
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pioneering Axons Regulate Neuronal Polarization in the Developing Cerebral Cortex. (2014)
  • Author(s): Namba T, Kibe Y, Funahashi Y, Nakamuta S, Takano T, Ueno T, Shimada A, Kozawa S, Okamoto M, Shimoda Y, Oda K, Wada Y, Masuda T, Sakakibara A, Igarashi M, Miyata T, F-S Catherine, Takeuchi K, Kaibuchi K.
  • Journal Title: Neuron Volume: 81(4) Issue: 4 Pages: 814-829
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.12.015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A simple and highly efficient method to identify the integration site of a transgene in the animal genome (2013)
  • Author(s): Uemura, S., Nagaoka, T., Yokoyama, M., Igarashi, M., Kishi, M.
  • Journal Title: Neurosci. Res. Volume: pii : S0168-0102(13) Pages: 267-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Point mutation in syntaxin-1A causes abnormal vesicle recycling, behaviors, and short term plasticity (2013)
  • Author(s): Watanabe, Y., Katayama, N., Takeuchi, K., Togano, T., Itoh, R., Sato, M., Yamazaki, M., Abe, M., Sato, T., Oda, K., Yokoyama, M., Takao, K., Fukaya, M., Miyakawa, T., Watanabe, M., Sakimura, K., Manabe, T., Igarashi, M.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 288 Pages: 34906-34919
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] N-acetylgalactosaminyl-transferase-1 inhibits recovery from neural injury. (2013)
  • Author(s): Kosei Takeuchi, Nozomu Yoshioka, Susumu Higa Onaga, Yumi Watanabe, et. al.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 4 Issue: 1 Pages: 2740-2740
  • DOI: 10.1038/ncomms3740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calmodulin-dependent regulation of neurotransmitter release differs in subsets of neuronal cells (2013)
  • Author(s): Ando, K., Kudo, Y., Aoyagi, K., Ishikawa, R., Igarashi, M., Takahashi, M.
  • Journal Title: Brain Res Volume: 1535 Pages: 1-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 走査型イオン電導顕微鏡とその生物応用 (2013)
  • Author(s): 中島真人, 牛木辰男
  • Journal Title: 生物物理 Volume: 53 Pages: 40-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphological assessment of early axonal regeneration in end-to-side nerve coaptation models (2013)
  • Author(s): Oyamatsu, H., Koga, D., Igarashi, M., Shibata, M., Ushiki, T.
  • Journal Title: J. Plast. Surg. Hand. Surg. Volume: 46 Pages: 299-307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calmodulin-dependent regulation of neurotransmitter release differs in subsets of neuronal cells. (2013)
  • Author(s): Ando K, Kudo Y, Aoyagi K, Ishikawa R, Igarashi M, Takahashi M
  • Journal Title: Brain Res Volume: 1535 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.08.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Point Mutation in Syntaxin-1A Causes Abnormal Vesicle Recycling, Behaviors, and Short-term Plasticity. (2013)
  • Author(s): Yumi Watanabe, Norikazu Kata yama, Kosei Takeuchi, et. al.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 288 Issue: 48 Pages: 34906-34919
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.504050
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 走査型イオン伝導顕微鏡とその生物応用 (2013)
  • Author(s): 中島真人，牛木辰男
  • Journal Title: 生物物理 Volume: 53 Pages: 040-043
  • NAID: 10031139027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Morphological assessment of early axonal regeneration in end-to-side nerve coaptation models. (2013)
  • Author(s): Oyamatsu H, Koga D, Igarashi M, Shibata M, Ushiki T.
  • Journal Title: J Plast Surg Hand Surg Volume: 46 Pages: 299-307
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 成長円錐の蛋白質構成から観たその機能的分子基盤 (2012)
  • Author(s): 五十嵐道弘
  • Journal Title: 生化学 Volume: 84(日本生化学会依頼総説) Pages: 753-766
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scanning ion conductance microscopy for imaging biological samples in liquid : a comparative study with atomic force microscopy and scanning electron microscopy (2012)
  • Author(s): Ushiki T, Nakajima M, Choi M, Cho SJ, Iwata F
  • Journal Title: Micron Volume: 43(12) Pages: 1390-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A useful method for observing intracellular structures of free and cultured cells by scanning electron microscopy (2012)
  • Author(s): Koga D, Nakajima M, Ushiki T
  • Journal Title: J Electron Microsc (Tokyo) Volume: 61(2) Pages: 105-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scanning ion conductance microscopy for imaging biological samples in liquid : A comparative study with atomic force microscopy and scanning electron microscopy (2012)
  • Author(s): Ushiki T, et al.
  • Journal Title: Micron Volume: (In press) Issue: 12 Pages: 1390-1398
  • DOI: 10.1016/j.micron.2012.01.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 成長円錐の分子構成 (2012)
  • Author(s): 五十嵐 道弘
  • Journal Title: 生化学 Volume: 84 Pages: 753-66
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 末梢神経再生におけるGAP-43リン酸化制御 (2014)
  • Author(s): 岡田正康, 河嵜麻実, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第19回グリアクラブ
  • Place of Presentation: KKR湯沢ゆきぐに(新潟)
  • Year and Date: 2014-03-01
• [Presentation] Perineuronal netsの発達に関する分子解剖学 (2014)
  • Author(s): 吉岡望, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第19回グリアクラブ
  • Place of Presentation: KKR湯沢ゆきぐに(新潟)
  • Year and Date: 2014-03-01
• [Presentation] GAP-43の新規リン酸化部位の解析 (2014)
  • Author(s): 河嵜麻実, 岡田正康, 吉岡望, 野住素広, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第19回グリアクラブ
  • Place of Presentation: KKR湯沢ゆきぐに(新潟)
  • Year and Date: 2014-03-01
• [Presentation] 走査型イオン伝導顕微鏡を用いた成長円錐の微細構造解析 (2014)
  • Author(s): 中島真人, 野住素広, 五十嵐道弘, 牛木辰男
  • Organizer: 第19回グリアクラブ
  • Place of Presentation: 湯沢
• [Presentation] シナプス小胞エキソサイトーシスへのカルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMKII)の関与;変異Syntaxin-1A(R151G)の解析 (2013)
  • Author(s): 佐藤駿平、渡邊裕美、武内恒成、五十嵐道弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫)
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] 前シナプス可塑性の変化に関する、変異シンタキシン1A(R151G)ノックインマウスと、カルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII (CaMKII)改変マウスの類似性 (2013)
  • Author(s): 渡邊裕美, 片山憲和, 武内恒成, 高雄啓三, 宮川剛, 崎村建司, 真鍋俊也, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫)
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] ラミニン刺激に基づく神経極性決定の分子機構。Laminin-dependent molecular machinery for the determination of neuronal polarity (2013)
  • Author(s): 本多敦子, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫)
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] GAP-43の新規のリン酸化はJNKの下流で軸索伸長を促進する (2013)
  • Author(s): 河嵜麻実, 岡田正康, 吉岡望, 野住素広, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫)
  • Year and Date: 2013-12-04
• [Presentation] CSGalNAcT1, an Enzyme Required for Chondroitin Sulfate Synthesis, is Critical to Recovery from Neural Injury (2013)
  • Author(s): 武内恒成、吉岡望、岡田正康、五十嵐道弘
  • Organizer: Neuroscience2013
  • Place of Presentation: an Diego Convention Center(アメリカ)
  • Year and Date: 2013-11-10
• [Presentation] 走査型イオン伝導顕微鏡による細胞の液中イメージング (2013)
  • Author(s): 牛木辰男, 中島真人
  • Organizer: 平成25年度表面科学学会中部支部研究会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2013-10-25
  • Invited
• [Presentation] New trial of gene knockdown system by the siRNA-absorbent silk sponge to recovery from spinal cord injury (2013)
  • Author(s): 武内恒成
  • Organizer: AMWC(Advanced Materials World Congress 2013)
  • Place of Presentation: İzmir, Çeşme(トルコ)
  • Year and Date: 2013-09-18
• [Presentation] コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおける神経発生・発達異常 (2013)
  • Author(s): 吉岡望, 比嘉進, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] Abnormal brain development/maturation in mice lacking in chondroitin sulfate-synthesizing enzymes (2013)
  • Author(s): 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: ECMNET(European cooeration in science and technology)
  • Place of Presentation: Hotel Remes(ポーランド)
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおけるペリニューラルネットの解析 (2013)
  • Author(s): 吉岡望, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 包括脳ネットワーク夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知)
  • Year and Date: 2013-08-31
• [Presentation] リン酸化プロテオミクスにより同定されたGAP-43の新規リン酸化部位は、軸索成長・再生の分子マーカーとなる (2013)
  • Author(s): 岡田正康, 河嵜麻実, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 脳内環境夏の領域班会議
  • Place of Presentation: 京都大学医学芝蘭会館(京都)
  • Year and Date: 2013-08-29
• [Presentation] 神経成長円錐マーカー分子GAP43新規リン酸化ドメインとその認識抗体の応用 (2013)
  • Author(s): 河嵜麻実, 野住素広, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第35回神経組織培養研究会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
  • Year and Date: 2013-06-30
• [Presentation] シンタキシン1A-CaMKII相互作用によるシナプス短期可塑性の制御 (2013)
  • Author(s): 渡邊裕美, 片山憲和, 武内恒成, 崎村建司, 真鍋俊也, 五十嵐道弘
  • Organizer: Neuro2013 (第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2013-06-22
• [Presentation] コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおける神経発生・発達異常 (2013)
  • Author(s): 吉岡望, 武内恒成, 岡田正康, 和田芳野, 川野仁, 五十嵐道弘
  • Organizer: Neuro2013 (第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2013-06-22
• [Presentation] 成長円錐における網羅的なリン酸化タンパク質の探索。Comprehensive searching of phosphorylated protein of the growth cone (2013)
  • Author(s): 河嵜麻実, 武内恒成, 野住素広, 五十嵐道弘
  • Organizer: Neuro2013 (第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2013-06-22
• [Presentation] 成長円錐におけるアクチン再編に伴う小胞輸送 (2013)
  • Author(s): 野住素広, 加藤薫, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: Neuro2013 (第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2013-06-21
• [Presentation] M6a-M6BP-Rap2タンパク質複合体を介した大脳皮質におけるラミニン依存性の神経極性決定制御 (2013)
  • Author(s): 本多敦子, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: Neuro2013 (第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会)
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2013-06-20
• [Presentation] 走査型イオン伝導顕微鏡による液中培養細胞観察 (2013)
  • Author(s): 中島真人, 牛木辰男
  • Organizer: 日本顕微鏡学会SPM分科会:バイオ系SPM研究会
  • Place of Presentation: 湯沢
• [Presentation] Imaging of cells and tissues by scanning ion conductance microscopy (2013)
  • Author(s): Ushiki T, Nakajima M
  • Organizer: 23rd International Symposium on Morphological Sciences
  • Place of Presentation: Niigata(シンポジウム講演)
• [Presentation] Scanning ion conductance microscopy for imaging cultivated cells, in comparison with scanning electron microscopy (2013)
  • Author(s): Nakajima M, Ushiki T
  • Organizer: 23rd International Symposium on Morphological Sciences
  • Place of Presentation: Niigata(ポスター)
• [Presentation] Scanning ion conductance microscopy for imaging biological samples (2013)
  • Author(s): Ushiki T, Nakajima M
  • Organizer: 15th International Scanning Probe Microscope Conference
  • Place of Presentation: Dijon (France)(国際会議発表)
• [Presentation] Scanning ion conductance microscopy for imaging cultivated cells, incomparison with scanning electron microscopy (2013)
  • Author(s): Nakajima M, Ushiki T
  • Organizer: 15th International Scanning Probe Microscope Conference
  • Place of Presentation: Dijon (France)(国際会議発表)
• [Presentation] グリコサミノグリカン発現制御による神経再生・発生 (2013)
  • Author(s): 武内恒成, 吉岡望, 比嘉進、川野仁, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: 香川国際会議場(香川)
  • Invited
• [Presentation] CSGalNAcT1, an Enzyme Required for Chondroitin Sulfate Synthesis, is Critical to Recovery from Neural Injury (2013)
  • Author(s): Takeuchi K, Yoshioka N, Okada M, Igarashi M
  • Organizer: Soceity for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center, USA
• [Presentation] 成長円錐におけるアクチン再編に伴う小胞輸送 (2013)
  • Author(s): 野住 素広、加藤 薫、武内 恒成、五十嵐 道弘
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] 2. コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおける神経発生・発達異常 (2013)
  • Author(s): 吉岡 望、比嘉 進、武内 恒成、五十嵐 道弘
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] Mice lacking in chondroitin sulfate synthesizing enzymes (2013)
  • Author(s): Yoshioka N, Takeuchi K, Igarashi M
  • Organizer: International Society of Neurochemistry 2013 Glial Satellite Meeting
  • Place of Presentation: Merida, Mexico
• [Presentation] CSGalNAcT1 is Critical to Recovery from Neural Injury (2013)
  • Author(s): Igarashi M, Takeuchi K
  • Organizer: FENS Satellite Neural Inflammation
  • Place of Presentation: チェコ国立アカデミー(プラハ)、チェコ
• [Presentation] 神経極性決定に関与する4回膜貫通glycoprotein M6aの機能解析 (2012)
  • Author(s): 武内恒成, 本多敦子, 伊藤泰行, 峯田克彦, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場(兵庫)
  • Year and Date: 2012-12-03
• [Presentation] 神経発生/再生に関与する神経成長円錐GAP-43の新規リン酸化部位とその解析 (2012)
  • Author(s): 河嵜麻実, 武内恒成, 野住素広, 和田芳野, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
• [Presentation] シンタキシン1A(R151G)KIマウスにおけるSNARE複合体構成の変化 (2012)
  • Author(s): 渡邊裕美, 武内恒成, 崎村建司, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
• [Presentation] Asymmetric Localization of Glycoprotein M6a is Involved in Laminin-dependent Determination of Neuronal Polarity (2012)
  • Author(s): 本多敦子, 武内恒成, 五十嵐道弘
  • Organizer: 第35回日本分子生物学学会年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
• [Presentation] Proteomic Analysis Revolves the Growth Cone Resear ch (2012)
  • Author(s): 五十嵐道弘
  • Organizer: 日本脳科学情報交換セミナー
  • Place of Presentation: New Orleans Hilton(アメリカ合衆国)
  • Invited
• [Presentation] 神経成長・再生を調整する分子群の役割 (2012)
  • Author(s): 五十嵐道弘
  • Organizer: 神経科学・構造生物学融合研究会
  • Place of Presentation: 大阪学蛋白質研究所(大阪)
  • Invited
• [Presentation] 損傷脳におけるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの産生メカニズム (2012)
  • Author(s): 吉岡望, 武内恒成, 阿相皓晃, 木村-黒田純子, 五十嵐道弘, 川野仁
  • Organizer: 第35回日本神経科学会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(愛知)
• [Presentation] リン酸化プロテオミクスの威力とそれに基づく新しい世界観 (2012)
  • Author(s): 五十嵐道弘
  • Organizer: 包括脳夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 仙台国際会議場(宮城)
  • Invited
• [Book] 入門組織学(改訂第二版) (2013)
  • Author(s): 牛木辰男
  • Total Pages: 296
  • Publisher: 南江堂(ISBN 978-4-524-21617-8)
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/bc2
• [Remarks] 新潟大学医学部生化学第二
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/bc2/
• [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科・顕微解剖学
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/an3/welcome.html
• [Remarks] 私たちの研究
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/bc2/
• [Remarks] ようこそ 顕微鏡の世界へ
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/an3/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 抗Gap43抗体 (2013)
  • Inventor(s): Michihiro Igarashi, Kosei TAKEUCHI, Motohiro NOZUMI, Asami KAWASAKI
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人新潟大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2013-04-25
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] WO2013058388A1 (2013)
  • Inventor(s): Takeuchi K, Igarashi M
  • Industrial Property Rights Holder: Takeuchi K, Igarashi M
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2013-04-25