発生・移動期のＧＡＢＡモーダルシフト摂動による生後の大脳皮質メゾ神経回路書き換え
Publicly Offered Research
| Project Area | Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing |
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| Project/Area Number |
23115506
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
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| Keywords | 生理学 / 神経科学 / ストレス / 脳・神経 / GABA / バルブアルブミン / KCC2 / 脳神経疾患 / GAD67 / 塩素イオン / 細胞移動 / タウリン / 母体ストレス / 細胞発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
23年度に確立した、子宮内胎仔電気穿孔法を用いたKCC2過剰発現モデル、徐放性ポリマーに吸着させたブロッカーの脳室内投与によるGABAA受容体阻害モデル、タウリントランスポーター欠損による胎仔脳タウリン欠乏モデル、母体拘束ストレスによるGABA神経細胞発生障害モデル、などのGABAモーダルシフトへの摂動負荷モデルを用いてメゾ神経回路の形成・機能の変化を解析する。
１．GABAモーダルシフト摂動モデル脳の成長過程の細胞・組織学的評価：
母体拘束ストレスモデルでは、胎仔大脳皮質における皮質板細胞の発生と移動は母体ストレスによって変化しなかった。しかし中間帯から脳室下帯にかけて母体ストレス中に発生すべきGABA細胞の数が減少していた。生後21日においても、ストレス中に発生したGABA細胞数が有意に減少しており、なかんずくパルブアルブミン（PV）陽性GABA細胞は、内側前頭皮質の全層、体性感覚皮質III層、海馬CA1で有意に減少していた。対照的に、PV陰性GABA細胞は、いずれの部位でも有意な減少を認めなかった。すなわち、目的としたGABAモーダルシフト摂動モデルの作製に成功した。
２．GABAモーダルシフト摂動モデルの成長後におけるメゾ神経回路の生理学的評価：
上記モデルをもちいて、トニック電流、自発性および微小シナプス後電流と、刺激誘発性の興奮性／抑制性シナプス後電流を記録することができた。また限局性皮質損傷による摂動モデルを作製して検討した。4日後では壊死部位を囲むようにGABA細胞が集積し、さらにその外周に将来のII層を構成する皮質板細胞が周囲から移動してきた。これらの細胞ではGABAA受容体活性化を介した細胞内Ca2+振動がみられ、GABAイメージングを行うと、FCFL中心部で細胞外GABA濃度が異常に上昇していた。7日目には３-４層構造の小脳回が形成された。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(50 results)
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[Journal Article] Taurine inhibits the K+-Cl- cotransporter KCC2 to regulate embryonic Cl- homeostasis via the with-no-lysine (WNK) protein kinase signaling pathway.2012
Author(s)
Inoue, K., Furukawa, T., Kumada, T., Yamada, J., Wang, T., Inoue, R. and Fukuda A.
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Journal Title
The Journal of Biological Chemistry
Volume: 287
Pages: 20839-20850
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Decreased tonic inhibition in cerebellar granule cells causes motor dysfunction in a mouse model of Angelman syndrome.2012
Author(s)
Egawa, K., Kitagawa, K., Inoue, K., Takayama, M., Takayama, C., Saitoh, S., Kishino, T., Kitagawa, M., and Fukuda,A.
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Journal Title
Science Translational Medicine
Volume: 4
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Guidepost Neurons for the Lateral Olfactory Tract: Expression of Metabotropic Glutamate Receptor 1 and Innervation by Glutamatergic Olfactory Bulb Axons.2012
Author(s)
Hirata, T., Kumada, T., Kawasaki, T., Furukawa, T., Aiba, A., Conquet, F., Saga, Y., and Fukuda, A.
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Journal Title
Developmental Neurobiology
Volume: 72
Pages: 1559-1576
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Refuting the challenges of the developmental shift of polarity of GABA actions: GABA more exciting than ever!2012
Author(s)
Ben-Ari, Y., Woodin, M.A., Sernagor, E., Cancedda, L., Vinay, L., Rivera, C., Legendre, P., Luhmann, H.J., Bordey, A., Wenner, P., Fukuda, A., et al.
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Journal Title
Frontiers in Cellular Neuroscience
Volume: 6
Pages: 1-18
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[Presentation] Pre- and post-synaptic switches of GABA actions in the spinal nucleus of the trigeminal nerve in a rat model of trigeminal neuropathic pain.2012
Author(s)
Kumada, T., Wei, B., Furukawa, T., Inoue, K., Watanabe, M.,Sato, K., and Fukuda, A.
Organizer
The 12th Kyungpook-Hamamatsu Joint Medical Symposium Hamamatsu Meeting
Place of Presentation
Hamamatsu, Japan.
Year and Date
2012-09-26
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[Presentation] γ-tubulin2の減少は線条体神経細胞のミトコンドリア機能障害を介し非定型パーキンソン病を発症させる.2012
Author(s)
堤 弘次, 久保亜紀子, 高木博, 赤津裕康, 紺野 在, 宮本裕子, 矢野育子, 山内大輔, 堀尾哲也, 宮 川 剛, 宮嶋裕明, 福田敦夫, 他.
Organizer
第35回日本神経科学大会
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
2012-09-18
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[Presentation] Intracellular taurine inhibits the functioning of KCC2 protein by phosphorylation via with-no-lysine (WNK) protein kinase pathway.2012
Author(s)
Fukuda, A., Inoue, K., Furukawa, T., Yamada, J., Kumada, T., Wang, T., and Inoue, R.
Organizer
The 8th FENS Forum of Neuroscience
Place of Presentation
Barcelona, Spain
Year and Date
2012-07-14
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