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初期投射パターンによる皮質興奮性ニューロンの分類とその産生過程の解析

Publicly Offered Research

Project AreaNeural Diversity and Neocortical Organization
Project/Area Number 25123722
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

畠中 由美子  生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 特別協力研究員 (40271548)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords神経科学 / 発生・分化 / 解剖学 / 細胞・組織 / 大脳新皮質 / ライブセルイメージング / 神経回路
Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質興奮性ニューロンは、皮質内外の領域を結ぶ投射性ニューロンである。これらニューロンは皮質脳室帯(VZ)から生じたのち表層に向かって移動し6層構造(I-VI層)を形成する。この時、後から生まれた細胞は先に生まれた細胞よりも表層に配置することが知られている。これらニューロンの投射先は、皮質下(subcortical)と皮質内(交連性 callosal)に大きく2つに分けられるが、皮質下投射ニューロンが深層(V, VI層)のみに分布するのに対し、皮質内投射ニューロンは第I層を除くすべての層に分布する。これら興奮性ニューロンの投射タイプがどのように発生するかを明らかにする目的で、初期軸索形成過程を解析した。すると、ほぼすべてのニューロンは中間帯(IZ)を移動する過程で軸索形成を開始することがわかった。軸索の向きは外側(lateral)か内側(medial)のいずれかであり、外側投射が先に、内側投射は後から現れる時期依存性があることがわかった。起始細胞のマーカー発現ならびにその後の層分布から、これら投射は皮質下・皮質内投射にそれぞれ発達すると考えられた。この考えに一致して、同じ深層であっても皮質下投射ニューロンの方が皮質内投射ニューロンよりも先に誕生のピークを迎えることがわかった。以上の結果より、皮質興奮性ニューロンは初期投射から2つのタイプに分類されること、また、これらのニューロンは異なる時間枠で順次産生されることが明らかとなった。また、これまで知られているニューロン層配置と誕生日の相関よりも、ニューロン投射タイプと誕生日により強い相関があることが示され、皮質ニューロンの発生の理解に新しい視点をもたらした。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Cortical divergent projections in mice originate from two sequentially generated, distinct populations of excitatory cortical neurons with different initial axonal outgrowth characteristics.2015

    • Author(s)
      Hatanaka, Y., Namikawa, T., Yamauchi, K., & Kawaguchi, Y.
    • Journal Title

      Cereb. Cortex

      Volume: - Issue: 5 Pages: 2257-2270

    • DOI

      10.1093/cercor/bhv077

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neuronal polarization in the developing cerebral cortex2015

    • Author(s)
      Akira Sakakibara
    • Journal Title

      Front. Neurosci.

      Volume: 9 Pages: 116-116

    • DOI

      10.3389/fnins.2015.00116

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Cortical divergent projections in mice originate from two sequentially generated, distinct populations of excitatory cortical neurons with different initial axonal outgrowth characteristics2015

    • Author(s)
      Yumiko Hatanaka., Tomohiro Namikawa, Kenta Yamauchi, Yasuo Kawaguchi
    • Organizer
      The 5th NIPS-CIN Joint Symposium
    • Place of Presentation
      生理学研究所(愛知、岡崎)
    • Year and Date
      2015-11-05
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth

    • Author(s)
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • Organizer
      NIPS International Workshop. The Sixth International Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター( 愛知, 岡崎)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth

    • Author(s)
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • Organizer
      The 3rd NIPS-CIN Joint Symposium
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知, 岡崎)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Excitatory neurons are classified into two distinct groups according to their initial axonal direction

    • Author(s)
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • Organizer
      43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期軸索伸長方向から2分される大脳皮質興奮性神経細胞のタイプ

    • Author(s)
      畠中由美子、 山内健太、並河知宏、川口泰雄
    • Organizer
      第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      自治医科大学(栃木, 下野)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 生理学研究所 大脳神経回路論研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/circuit/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 生理学研究所 大脳神経回路論研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/circuit/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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