Studies on cellular components underlying the cortex development

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15015
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐藤 真 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 泰丈 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00343252) ; 岡 雄一郎 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 講師 (30614432) ; 猪口 徳一 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60509305)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 実験形態学 / 解剖学 / 神経科学 / 脳・神経 / 細胞・組織 / 発達

Outline of Annual Research Achievements

ヒトにおいて、視覚から受けるストレスでは視覚野が、聴覚からのストレスでは聴覚野の容積減少が起こる事実（いわゆる虐待脳）は、脳全体で一様に変化すると想定されるストレスホルモンのみでは説明がつかない。また、この「虐待脳」で想定される脳機能変化についての知見はほとんどない。そこで「過度のストレスでみられる脳の器質的変化は、脳の発達にも関わり、貪食能をもつマイクログリアがストレスの受け皿となり（ストレスホルモンにより一定程度活性度が上昇し）、さらに関係する大脳皮質局所の刺激により、局所に（貪食能の高い）マイクログリアが集積し生じる」との仮説をたて、その検証から本研究をスタートした。研究を進める過程で、意外にも、マイクログリアには、貪食作用を活発に行う活性化状態と行わない非活性化状態とが存在するとされていたが、実は活性化状態には二つのフェーズに分けて考えることができ、一つは従来のマーカーでは活性化し貪食能が高い状態であるが、もう一つ、活性化状態にマーカーでは判断されるが、その実貪食能があまり高くないフェーズがあること、そして、そのフェーズの遷移にアルギニンメチル化酵素の一つが関与するとのデータを予備実験で得た。この知見の確定は、マイクログリアの役割を解明するうえで本質的と考え、本年度は、CRISPR-Casシステムを用いアルギニンメチル化酵素の欠損細胞を新たに作製し、その意義を検討した。なお、並行して「虐待脳」をもたらしうる「身体状態」を大脳皮質に伝える神経回路の解明が重要と考え、細胞レベルで島皮質についての解析を進め、種間において大変変異が大きいといわれる島皮質ではあるが、マウスにおいても（従来は存在しないと思われた）ヒトに特徴的な細胞群がわずかであるが存在することを予備実験として見出した。このことは、実験動物を用いて、この神経回路を検討する基盤を与えうる知見と考えている。

Research Products

• [Journal Article] Subcellular distribution of non-muscle myosin IIb is controlled by FILIP through Hsc70. (2017)
  • Author(s): Yagi, H., Takabayashi, T., Xie, M.-J., Kuroda, K., Sato, M.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 12 Pages: e0172257
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0172257.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Oxytocin efficacy is modulated by dosage and oxytocin receptor genotype in young adults with high-functioning autism: A 24-week randomized clinical trial. (2016)
  • Author(s): Kosaka, H., Okamoto, Y., Munesue, T., Yamasue, H., Inohara, K., Fujioka, T., Anme, T., Orisaka, M., Ishitobi, M., Jung, M., Fujisawa, T.X., Tanaka, S., Arai, S., Asano, M., Saito, D.N., Sadato, N., Tomoda, A., Omori, M., Sato, M., Okazawa, H., Higashida, H., Wada, Y.
  • Journal Title: Transl. Psychiatry Volume: 6 Pages: e872
  • DOI: 10.1038/tp.2016.152.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Kinesin-1 sorting in the axonal arbor controls differential retraction of branches. (2016)
  • Author(s): Seno, T., Ikeno, T., Mennya, K., Kurishita, M., Sakae, N., Sato, M., Takada, H., Konishi, Y.
  • Journal Title: J. Cell Sci. Volume: 129 Pages: 3499-3510
  • DOI: 10.1242/jcs.183806.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Phosphoinositide responsive phldb2 regulates synaptic plasticity (2016)
  • Author(s): M. Xie, H. Yagi, T. Iguchi, Y. Oka, Y. Fukazawa, H. Matsuzaki, K. Iwata, Y. Ishikawa, M. Sato
  • Organizer: Neuroscience 2016,SfN's 46th annual meeting
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A
  • Year and Date: 2016-11-13 – 2016-11-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PRMT1-dependent arginine methylation on hnRNP K regulates dendritic transport of alpha CaMKII mRNA (2016)
  • Author(s): Y. Mori, T. Iguchi, S. Miyata, M. Tohyama, M. Sato
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-07-21 – 2016-07-21
• [Presentation] Visualization and developmental analysis of the inter- areal connections in the mouse cortex using a new method for sparse labeling (2016)
  • Author(s): Y. Oka, T. Iguchi, M. Sato
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-07-20 – 2016-07-20
• [Presentation] A new method to amplify the reporter expression in the Cre/loxP system applicable to cortical development study (2016)
  • Author(s): Y. Oka, T. Iguchi, M. Sato
  • Organizer: 21st Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
  • Place of Presentation: Palais des Congres d' Antibes Juan les Pins,France
  • Year and Date: 2016-05-11 – 2016-05-11
  • Int'l Joint Research