大脳皮質－視床網様核－視床のクロストーク形成における転写調節

• Project Area: Neural Diversity and Neocortical Organization
• Project/Area Number: 23123524
• 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: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 小野 勝彦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30152523)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2012: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 軸索ガイダンス / 転写因子 / EphA3 / 視床皮質投射 / olig2 / 視床網様核

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、視床皮質投射の形成における腹側視床の機能を明らかにすることを目的として行った。
腹側視床が特異的に形成不全を起こしているマウス系統を用いることで、この領域の視床皮質投射形成への機能解析ができるものと予想される。転写因子Olig2は腹側視床の脳室層で発現していることから、まずOlig2欠損マウスでの前脳の発生を調べた。その結果、このマウスでは腹側視床が胎齢11.5日目（E11.5）から前脳の中で特異的に形成不全を起こしていた。一方で、腹側視床の腹側に位置するthalamic eminence（TEM）の領域は拡大していた。視床や腹側終脳などの形成に異常は認められなかった。Olig2欠損マウスでの視床皮質投射の形成を調べたところ、形成の初期（E13.5）から視床皮質投射の走行が乱れ、また軸索伸長が阻害されていた。Olig2欠損マウスの前脳を用いたマイクロアレイ解析により、発現変化を起こしている軸索ガイダンス分子を探索した。その結果、EphA3とEphA5の発現上昇が示唆された。in situ hybridizationによる解析から、腹側視床ではEphA3、EphA5の発現は見られないがTEMでは強い発現が見られた。従って、Olig2欠損マウスでは腹側視床の形成不全に伴いEphA3とEphA5の発現する領域が広くなっていた。そこで、視床線維の伸長におけるEphA3の機能を明らかにするため、EphA3をコートした基質の上で視床ニューロンを培養した。その結果、EphA3をコートした基質の上では対照群であるFcをコートした基質の上で培養した時に比べて、視床ニューロンの軸索伸長が抑えられる傾向にあった。
以上の結果から、Olig2はEphA3（とEphA5）を発現しない腹側視床を正常に形成させ、これが結果として視床皮質線維の正常な伸長につながることが明らかにされた。

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

• [Journal Article] Reptiles: A new model for brain Evo-Devo Research. (2013)
  • Author(s): Nomura T
  • Journal Title: J. Exp. Zool. Volume: 320 Pages: 57-73
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of motoneuron-derived NT-3 in survival and axonal projection of sensory neurons during neural circuit formation. (2012)
  • Author(s): Usui N
  • Journal Title: Development Volume: 139 Pages: 1125-1132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nkx2.2+ Progenitors Generate Somatic Motoneurons in the Chick Spinal Cord. (2012)
  • Author(s): Gotoh, H.
  • Journal Title: PLos One Volume: ７
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lineage tracing of Nkx2.2-expressing cells by genetically-defined lineage tracing method in chick spinal cord (2011)
  • Author(s): Gotoh H, 他
  • Journal Title: Developmental Biology Volume: 349 Pages: 504-511
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence for the spontaneous production but massive programmed cell death of new neurons in the subcallosal zone of the postnatal mouse brain (2011)
  • Author(s): Kim WR, 他
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience Volume: 33 Pages: 599-611
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of myelin genes in the developing chick retina (2011)
  • Author(s): Gotoh H, 他
  • Journal Title: Gene Expression Pattern Volume: 11 Pages: 471-475
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Olig2欠損マウスの前脳で見られる神経回路形成異常 (2013)
  • Author(s): 小野勝彦
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] Olig2 controls thalamocortical projection through regulation of the ventral thalamus formation. (2012)
  • Author(s): Ono, K.
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] Olig2 regulates thalamocortical axon arrangement in a non-cell autonomous manner. (2012)
  • Author(s): Ono, K.,
  • Organizer: Myelin Gordon Conference
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2012-04-29
• [Presentation] Olig2は間脳の軸索ガイダンス分子の発現調節を通して神経回路形成を制御する (2011)
  • Author(s): 小野, 他
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Book] Neuroglia (thrid edition) (2012)
  • Author(s): Ono, K.
  • Total Pages: 930
  • Publisher: Oxford University Press
• [Remarks] 京都府立医科大学 生物学教室
  • URL: http://www.f.kpu-m.ac.jp/y/biology/
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.kpu-m.ac.jp/y/biology/