2018 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms underlying activity-dependent reorganization of neural circuits in the olfactory bulb on the basis of adult neurogenesis
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16H04664
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
坪井 昭夫 大阪大学, 生命機能研究科, 特任教授 (20163868)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 弘雄 香川大学, 医学部, 助教 (20390685)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 成体神経新生 / 嗅球介在ニューロン / 神経活動依存性 / 神経可塑性 / 嗅覚系 / 神経回路形成 / 匂いの検出感度 / 匂いの識別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嗅球介在ニューロンは神経細胞としては例外的に、胎生期のみならず成体期でも常時新生され、既存の神経回路に編入されている。また、嗅球の神経回路は匂い経験に依存して再編されるという可塑性を有するが、その機構は不明である。申請者らはこれ迄に、膜蛋白質5T4や転写因子Npas4は神経活動依存的に発現して、嗅球介在ニューロンの樹状突起の枝分れやシナプス形成を正に制御していることを解明した（J Neurosci, 32, 2217, 2012; Cell Rep, 8, 843, 2014）。
そこで本研究では、5T4・Npas4欠損マウスにおける新生ニューロンの発達異常が、匂いの感知や識別学習にどの様な影響を及ぼすのかを行動学的・電気生理学的に解析すると共に、光遺伝学や薬理遺伝学の手法を駆使することで、新生ニューロンによる神経回路再編の機構とその生理的な意義を解明する。これまでに本研究において、匂い情報を処理している嗅球介在ニューロン（傍糸球細胞と顆粒細胞）の中でも、顆粒細胞のサブタイプが発達する際に、膜蛋白質5T4を匂い刺激に応じて産生することにより、樹状突起の枝分れを促進して、匂いを感じる度合いを高めていることを明らかにした。また興味深いことに、5T4遺伝子を欠損した顆粒細胞のサブタイプでは、他の神経細胞と間のシナプス結合が減少しており、その結果、匂いの検出感度が100倍も低下し、２種類の全く異なる匂いを識別できなくなっていた。これらの成果は、Journal of Neuroscience誌（2016年8月3日号）に掲載され、その表紙を飾った。また、申請者らの研究成果をまとめた英文総説をFrontiers in Molecular Neuroscience誌（2018年7月5日）の電子版に公開発表したので、多くの研究者に知らしめることができた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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