Elucidation of ligand-receptor signaling that regulates the corticospinal tract collateralization

• Project/Area Number: 26430017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: IGUCHI TOKUICHI 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60509305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 泰丈 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00343252) ; 尾身 実 藤田保健衛生大学, 医学部, 助教 (00400416) ; 佐藤 真 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 神経科学 / 解剖学 / 発生・分化 / 神経回路 / 軸索側枝

Outline of Final Research Achievements

Corticospinal tract, which is the major subcortical output from the neocortex, extends the axon collaterals from the main shaft to several nuclei, enabling coordination of neural activity. In order to clarify the molecular mechanism controlling the formation of axon collaterals, we screened and analyzed candidate receptors and their ligands which are involved in axon collateral formation. We found that one of the candidate receptors (receptor #13) and its ligand were complementarily expressed in the cortex and the pontine nucleus, and their expression pattern determined the projection area of the axon collateral branches. Furthermore, receptor #13 was also involved in collateral branch formation that plays a compensatory mechanism during brain injury. These results are of great significance to elucidate the common molecular basis that underlies axon collateralization and to subsequently apply in recovery of neural function.

Research Products

• [Journal Article] DBZ regulates cortical cell positioning and neurite development by sustaining the anterograde transport of Lis1 and DISC1 through control of Ndel1 dual-phosphorylation. (2015)
  • Author(s): 1.Okamoto, M., Iguchi, T., Hattori, T., Matsuzaki, S., Koyama, Y., Taniguchi, M., Kodama, M., Xie, M-J., Yagi, H., Shimizu, S., Konishi, Y., Yoshimi, T., Tachibana, T., Fujieda, S., Katayama, T., Ito, A., Hirotsune, S., Tohyaman, M. and Sato, M.
  • Journal Title: J Neurosci Volume: 18 Issue: 7 Pages: 2942-2958
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5029-13.2015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Filamin A-interacting protein (FILIP) is a region-specific modulator of myosin 2b and controls spine morphology and NMDA receptor accumulation. (2014)
  • Author(s): Hideshi Yagi,Takashi Nagano,Min-Jue Xie,Hiroshi Ikeda,Kazuki Kuroda,Munekazu Komada,Tokuichi Iguchi,Rahman M. Tariqur,Soichi Morikubo,Koichi Noguchi,Kazuyuki Murase,Masaru Okabe& Makoto Sato
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 4 Issue: 1 Pages: 6353-6353
  • DOI: 10.1038/srep06353
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 膜脂質結合タンパク質Phldb2を介したAMPA受容体局在制御機構 (2016)
  • Author(s): 謝 敏かく、八木 秀司、猪口 徳一、岡 雄一郎、黒田 一樹、深澤 有吾、松崎 秀夫、岩田 圭子、石川 保幸、佐藤 真
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会 全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま、福島県郡山市
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] RNA結合タンパク質hnRNP K のアルギニンメチル化修飾を介したｍRNA輸送制御機構の解明 (2016)
  • Author(s): 森 泰丈、猪口 徳一、遠山 正彌、佐藤 真
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会 全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま、福島県郡山市
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 逆行性物質輸送が神経ネットワーク形成に与える影響について (2016)
  • Author(s): 熊本 香名子, 猪口 徳一, 上村 卓也, 佐藤 真, 広常 真治
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会 全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま、福島県郡山市
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] DBZはNdel1のリン酸化修飾制御を通して軸索伸長および皮質神経細胞の配置に関与する (2016)
  • Author(s): 猪口 徳一、岡本 昌之、 服部 剛志、松崎 伸介、駒田 致和、謝 敏カク、八木 秀司、広常 真治、遠山 正彌、佐藤 真
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会 全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま、福島県郡山市
  • Year and Date: 2016-03-28
  • Invited
• [Presentation] Phosphoinositide responsive phldb2 regulates synaptic plasticity (2016)
  • Author(s): M. Xie, H. Yagi, T. Iguchi, Y. Oka, Y. Fukazawa, H. Matsuzaki, K. Iwata, Y. ishikawa, M. Sato
  • Organizer: Neuroscience 2016, SfN's 46th annual meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PRMT1-dependent arginine methylation on hnRNP K regulates dendritic transport of alpha CaMKII mRNA (2016)
  • Author(s): Y. Mori, T. Iguchi, S. Miyata, M. Tohyama, M. Sato
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
• [Presentation] Visualization and developmental analysis of the inter-areal connections in the mouse cortex using a new method for sparse labeling (2016)
  • Author(s): Y. Oka, T. Iguchi, M. Sato
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
• [Presentation] A new method to amplify the reporter expression in the Cre/loxP system applicable to cortical development study (2016)
  • Author(s): Y. Oka, T. Iguchi, M. Sato
  • Organizer: 21st Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
  • Place of Presentation: Palais des Congres d’Antibes Juan les Pins, France
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RNAタンパク質hnRNPKのアルギニンメチル化修飾が樹状突起へのmRNA輸送を制御する (2015)
  • Author(s): 森 泰丈、猪口 徳一、遠山 正彌、佐藤 真
  • Organizer: 第91回日本解剖学会 近畿支部学術集会
  • Place of Presentation: 京都工芸繊維大学、京都府京都市
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] Arginine methylated form of hnRNP K variant mediates a dendritic localization of αCaMKII mRNA (2015)
  • Author(s): Y. Oka, Y. Mori, T. Iguch, M. Tohyama, M. Sato.
  • Organizer: Neuroscience 2015, SfN's 45th annual meeting
  • Place of Presentation: Chicago, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] FILIP-related molecule binds to NMDA receptor and controls spine maturation and synaptic function of the hippocampal nuron (2015)
  • Author(s): K. Kuroda, H. Yagi, M. Xie, Y. Fukazawa, Y. Oka, T. Iguch, M. Sato.
  • Organizer: Neuroscience 2015, SfN's 45th annual meeting
  • Place of Presentation: Chicago, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] DISC1-binding zinc finger protein (DBZ) regulates cortical cell positioning and neurite elongation through control of Ndel1 dual-phosphorylation (2015)
  • Author(s): T. Iguch, M. Okamoto, T. Hattori, S. Matsuzaki, Y. Koyama, M. Taniguchi, M. Komada, M. Xie, H. Yagi, S. Shimizu, M. Omi, T. Katayama, A. Ito, S. Hirotsune, M. Tohyama, M. Sato.
  • Organizer: Neuroscience 2015, SfN's 45th annual meeting
  • Place of Presentation: Chicago, U.S.A.
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of axon collaterals as the inter-areal connections in the cerebral cortex. (2015)
  • Author(s): 岡 雄一郎、猪口 徳一、佐藤 真
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ、埼玉県大宮市
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] Functional analysis of protein arginine N-methyltransferase 8 (PRMT8) in activated microglia that are induced by spinal cord injury (2015)
  • Author(s): 森 泰丈、小山 佳久、猪口 徳一、宮田 信吾、遠山 正彌、佐藤 真
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ、埼玉県大宮市
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] マウス大脳皮質領野間回路の形成過程の解析 (2015)
  • Author(s): 岡 雄一郎、赤嶺祥真、猪口徳一、佐藤 真
  • Organizer: 第16回 ORIGIN 神経科学研究会 2015
  • Place of Presentation: 下関市豊北生涯学習センター、山口県下関市
  • Year and Date: 2015-08-28
• [Presentation] 皮質脊髄路側枝形成を制御する受容体による皮質-橋-小脳路の形成機構 (2015)
  • Author(s): 猪口徳一、尾身 実、岡 雄一郎、佐藤 真
  • Organizer: 第16回 ORIGIN 神経科学研究会 2015
  • Place of Presentation: 下関市豊北生涯学習センター、山口県下関市
  • Year and Date: 2015-08-28
• [Presentation] 受容体チロシンキナーゼとその反発性結合分子は脳内で相補的に発現することで軸索側枝の投射様式を制御し皮質‐橋‐小脳路の形成に関わる (2015)
  • Author(s): 猪口 徳一、尾身 実、岡 雄一郎、佐藤 真
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] Phldb2はスナプスの可塑性を制御する (2015)
  • Author(s): 謝敏かく、八木秀司、猪口徳一、岡雄一郎、黒田一樹、深澤有吾、松崎秀夫、岩田圭子、柚崎通介、松田信爾、石川保幸、佐藤 真
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 海馬神経細胞におけるNMDAレセプタに結合するFILIP関連分子の機能解析 (2015)
  • Author(s): 黒田 一樹、八木 秀司、謝 敏かく、尾身 実、深澤 有吾、岡 雄一郎、猪口 徳一、佐藤 真
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 皮質ニューロン軸索側枝による領野間結合の発達 (2015)
  • Author(s): 岡 雄一郎、猪口 徳一、佐藤 真
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場・展示場、兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] Analyses on the candidate receptors for the axon collateralization of the developing corticospinal tract (2015)
  • Author(s): Tokuichi Iguchi, Minoru Omi, Yuichiro Oka, Makoto Sato
  • Organizer: 第１２０回 日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [Presentation] 皮質脊髄路側枝形成に関与する受容体分子の探索と解析 (2014)
  • Author(s): 猪口 徳一 、尾身 実 、岡 雄一郎、森 泰丈 、佐藤 真
  • Organizer: 第９０回 日本解剖学会近畿支部学術集会
  • Place of Presentation: 大阪大学医学部（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-11-29
• [Presentation] 皮質脊髄路側枝形成に関与する受容体分子の探索と解析 (2014)
  • Author(s): 猪口 徳一
  • Organizer: 第１５回 ORIGIN 神経科学会研究会 夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 松本浅間温泉地本屋（長野県松本市）
  • Year and Date: 2014-08-31 – 2014-09-01
• [Remarks] 大阪大学大学院医学系研究科 解剖学講座（神経機能形態学）ホームページ
  • URL: http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/index.html
• [Remarks] 神経機能形態学（旧第二解剖）のホームページ
  • URL: http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/