マウス体性感覚野第4層におけるカラムの機能的成熟と神経活動

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04263
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 岩里 琢治 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 教授 (00311332)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 神経科学 / マウス / 神経回路 / 体性感覚野

Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質において似た反応特性をもつ神経細胞が物理的に集合してできる構造であり情報処理の単位であるカラムの形成の過程と機構を理解することは、神経科学の重要課題である。マウス大脳皮質体性感覚野（バレル野）第4層でヒゲ感覚情報を担うカラムであるバレルは、新生仔期にヒゲ由来の入力（神経活動）依存的に形成される。しかしながら、バレルの機能的成熟の過程、および、その原動力となる神経活動の実体はよくわかっていない。本研究では、研究代表者グループの先導的研究を発展させ、独自技術の開発・改良を組み合わせながら、二光子顕微鏡カルシウムイメージングを用いた神経活動解析により、バレルの機能的成熟と神経活動の関係を明らかにすることを目的として推進している。この年度はまず、視床皮質軸索の活動を直接観察するための新規トランスジェニックマウスを作製した。コンストラクトは前年度に作製した別種類のトランスジェニックマウスと同様にBACでの遺伝子改変技術を用いて作製した。大脳皮質第4層と視床皮質軸索のそれぞれに関して発達段階をおって新生仔大脳皮質における自発神経活動パターンの解析を行っている。特に第4層の回路発達に重要な生後一週目、および、それが終了すると考えられる生後二週目の比較が重要である。また、自発活動のソースがどこであるかも重要な課題であり、その探索を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

技術基盤をさらに充実させ、データを順調に収集している。

Strategy for Future Research Activity

さらにデータを集め、定量的解析を行う。得られた結果を論文としてまとめる。

Research Products

• [Journal Article] Prenatal thalamic waves regulate cortical area size prior to sensory processing. (2017)
  • Author(s): Moreno-Juan, V., Filipchuk, A., Antoｎ-Bolarios, N., Mezzera, C., Gezelius, H., Andes, B., Rodriguez-Malmierca, L., Susin, R., Schaad, O., Iwasato, T., Schuele, R., Rutlin, M., Nelson, S., Ducret, S., Valdeolmillos, M., Rijli, F., Lopez-Bendito, G.
  • Journal Title: Nature Commun. Volume: 8 Pages: 14172
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms14172
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Supernova: A Versatile Vector System for Single-Cell Labeling and Gene Function Studies in vivo. (2016)
  • Author(s): Luo, W., Mizuno, H., Iwata, R., Nakazawa, S., Yasuda, K., Itohara, S., Iwasato, T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: 35747
  • DOI: doi: 10.1038/srep35747.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In vitro Assay for Dendritic Spine Retraction of Hippocampal Neurons with Sparse Labeling. (2016)
  • Author(s): Iwata, R., Iwasato, T
  • Journal Title: Bio-Protocol Volume: 6 Pages: e1937
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CAPS1 stabilizes the state of readily releasable synaptic vesicles to fusion competence at CA3-CA1 synapses in adult hippocampus. (2016)
  • Author(s): Shinoda, Y., Ishii, C., Fukazawa, Y., Sadakata, T., Ishii, Y., Sano, Y., Iwasato, T., Itohara, S., Furuichi, T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: 31540
  • DOI: 10.1038/srep31540.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 哺乳類中枢神経系における神経回路形成の遺伝学的解析 (2017)
  • Author(s): 岩里琢治
  • Organizer: 新潟大学脳研究所共同研究合同セミナー
  • Place of Presentation: 新潟市
  • Year and Date: 2017-03-11
  • Invited
• [Presentation] In vivo imaging of neonatal mouse barrel cortex (2016)
  • Author(s): T. Iwasato.
  • Organizer: Dart Neuroscience Seminar Series at TSRI
  • Place of Presentation: Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ
  • Year and Date: 2016-11-18
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新生仔大脳皮質における神経回路スクラップ&ビルド (2016)
  • Author(s): 岩里琢治
  • Organizer: スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-09-08
  • Invited
• [Presentation] 独自の二光子イメージング技術を用いた、新生仔マウス大脳皮質における神経回路発達の解析 (2016)
  • Author(s): 岩里琢治
  • Organizer: 第159回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 藤沢市
  • Year and Date: 2016-09-07
  • Invited
• [Presentation] In vivo imaging of neonatal mouse barrel cortex (2016)
  • Author(s): T. Iwasato.
  • Organizer: シンポジウム”Circuit Construction in the Mammalian Brain”
  • Place of Presentation: Ｏｓａｋａ
  • Year and Date: 2016-08-08 – 2016-08-09
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Patent(Industrial Property Rights)] ベクターシステム、遺伝子発現方法、標的遺伝子ノックアウト方法、標的遺伝子ノックダウン方法、標的遺伝子編集方法、及び遺伝子発現キット (2016)
  • Inventor(s): 岩里琢治、水野秀信、羅ブンジュウ、岩田亮平
  • Industrial Property Rights Holder: 情報・システム研究機構
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2016-094814
  • Filing Date: 2016-05-10