生後脳神経新生を介した「個性」創発機構

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality
• Project/Area Number: 16H06529
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 今吉 格 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)
• Project Period (FY): 2016-06-30 – 2021-03-31
• Keywords: 個性 / 生後脳ニューロン新生

Outline of Annual Research Achievements

動物個性創発のメカニズムの解析について、特に生後脳ニューロン新生の関与に着目して研究を行なった。特に、メタ記憶の記憶学習における、動物個性について解析を行なった。マウスを実験動物モデルとして用いた。ニューロン新生阻害モデルとしては、遺伝的に新生ニューロンを脳内から除去できる遺伝子改変マウスを用いた。また、新生ニューロン特異的に、光感受性転写因子や、光作動性イオンチャネルを発現させ、光照射により、新生ニューロンの機能を修飾できるような実験系を構築した。また、記憶学習課題を実施しているマウスの神経基盤を解析するために、脳内視鏡や２光子顕微鏡による神経活動イメージングを行なった。加えて、行動解析やライブイメージングが終了したマウスの脳に対して、１細胞の解像度にて全能組織解析ができるシステムを構築し、データ取得を行なった。これらの、動物行動と神経活動、あるいは、神経活動履歴の相関解析を行うことで、動物個性の創発の背後にある神経基盤・メカニズムの解析を行なった。生後の脳のニューロン新生は、様々なメタ記憶の成立や修飾に必要であるという知見が得られ、現在、再現性の確認と、その背景にある神経基盤の光操作について、検証を進めている。また、数理モデルの構築を行い、候補として同定された神経基盤の特性について、さらなる解析を行なっている。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Psychology Department/University of Toronto(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: Psychology Department/University of Toronto
• [Int'l Joint Research] Department of Developmental Biology/Hagedorn Research Institute(デンマーク)
  • Country Name: DENMARK
  • Counterpart Institution: Department of Developmental Biology/Hagedorn Research Institute
• [Journal Article] Optimization of light-inducible Gal4/UAS gene expression system in mammalian cells. (2020)
  • Author(s): Yamada, M., Nagasaki, C.S., Suzuki, Y., Hirano, Y. and *Imayoshi, I.
  • Journal Title: iScience Volume: 23 Pages: 101506
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.101506
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Light-induced silencing of neural activity in Rosa26 knock-in and BAC transgenic mice conditionally expressing the microbial halorhodopsin eNpHR3. (2020)
  • Author(s): *Imayoshi, I., Tabuchi, S., Matsumoto, M., Kitano, S., Miyachi, H., *Kageyama, R. and Yamanaka, A.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 10 Pages: 3191
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59984-3.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Jag1 Modulates an Oscillatory Dll1-Notch-Hes1 Signaling Module to Coordinate Growth and Fate of Pancreatic Progenitors. (2020)
  • Author(s): Seymour, P.A., Collin, C.A., Egeskov-Madsen, A.R., Jorgensen, M.C., Shimojo, H., Imayoshi, I., de Lichtenberg, K.H., Kopan, R., Kageyama, R. and Serup, P.
  • Journal Title: Dev Cell. Volume: 52 Pages: 731-747
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2020.01.015.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cholecystokinin-expressing Interneurons of the Medial Prefrontal Cortex Mediate Working Memory Retrieval. (2020)
  • Author(s): Nguyen, R., Venkatesan, S., Binko, M., Yoon Bang, J., Cajanding, J.D., Briggs, C., Sargin, D., Imayoshi, I., Lambe, E.K. and Chul Kim, J.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 40 Pages: 2314-2331
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1919-19.2020.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Light-mediated control of gene expression in mammalian cells. (2020)
  • Author(s): Yamada, M., Nagasaki, C.S., Ozawa, T. and *Imayoshi, I.
  • Journal Title: Neurosci Res. Volume: 152 Pages: 66-77
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.12.018.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 発生発達期暴露による嗅球神経新生影響～毒性評価としての嗅球利用を探る～ (2020)
  • Author(s): 今吉 格
  • Organizer: 第４７回日本毒性学会学術年会
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Toward understanding and manipulation of neural bases underlying animal behaviors and psychiatric diseases (2020)
  • Author(s): 今吉 格
  • Organizer: 第43回日本分子生物学会年会シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Regulatory mechanism of neural stem cells revealed by optical manipulation of gene expressions (2020)
  • Author(s): 今吉 格
  • Organizer: 第11回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited