多様な軸索投射パターンの形成機構の解明

• Project Area: Neural Diversity and Neocortical Organization
• Project/Area Number: 23123517
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 新明 洋平 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (00418831)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2012: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2011: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: 軸索ガイダンス / draxin

Outline of Annual Research Achievements

既知の軸索ガイダンス分子の働きだけでは大脳新皮質に見られる複雑な神経回路形成機構を理解する事はできない。本研究では、我々が発見した反撥性ガイダンス分子draxinに着目し、大脳新皮質における神経回路網形成機構の解明を目指す。サブプレート神経を含む大脳新皮質に発現するdraxinが視床皮質軸索投射に重要であるかどうかを以下の２つの手法(①②)を用いて検証した。① 大脳新皮質に特異的なコンディショナルノックアウトマウスを作製する事を考え、開始コドンとシグナル配列のあるdraxinの第２エクソンの上流と下流にloxpを配置した変異マウスを作製した。最初にコントロール実験として、すべての細胞にCreを発現するCAGGS-Creマウスとの交配により、CAGGS-Cre+/-;draxinloxp/-マウスを作製した。これらのマウスでは、loxp間のexcisionは起こっているにも関わらず、draxin-/-マウスに見られる表現型は観察されなかった。draxinタンパク質は7つのエクソンでコードされており、エクソン３以降で機能タンパク質が合成されていると考えられた。今後の計画では標的領域を変更してdraxin loxpマウスを再作製する。② pCAGGSプロモーター下にloxpを両端に持つβ-geoとさらに下流にdraxin-IRES-eGFPを持つトランスジェニックマウスを作成した。draxin-/-との交配により得られるTG－draxin-/-マウスとEmx1-Creマウスを交配させ、draxinノックアウトマウスにおいて大脳新皮質特異的にdraxinの発現を誘導し、視床皮質軸索の投射異常が回復されるかを調べた。その結果、多くの視床皮質軸索が大脳新皮質に向かって投射する事が分かった。この結果から、サブプレートを含む大脳新皮質に発現するdraxinの重要性が示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] Draxin from neocortical neurons controls thalamocortical projections into the neocortex (2012)
  • Author(s): Shinmyo Y.
  • Organizer: Neuroscience 2012
  • Place of Presentation: New Orleans, USA
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] Draxin from neocortical neurons controls thalamocortical projections into the neocortex (2012)
  • Author(s): Shinmyo Y.
  • Organizer: U.S.-Japan Brain Research Cooperative Program “Growth Cones Axon Regeneration
  • Place of Presentation: New Orleans, USA
  • Year and Date: 2012-10-11
• [Presentation] Draxin from neocortical neurons controls thalamocortical projections into the neocortex. (2012)
  • Author(s): Shinmyo Y.
  • Organizer: Gordon Research Conferences
  • Place of Presentation: Newport RI, USA
  • Year and Date: 2012-08-12
• [Presentation] draxin has a unique role for the guidance of thalamocortical projections. (2011)
  • Author(s): Shinmyo Y.
  • Organizer: Neuroscience 2011.
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
• [Presentation] draxin has a unique role for the guidance of thalamocortical projections. (2011)
  • Author(s): Shinmyo Y.
  • Organizer: Assembly, Plasticity, Dysfunction and Repair of Neural Circuits.
  • Place of Presentation: Suzhou, China.