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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of generating cell assembly

Research Project

Project/Area Number 18H04016
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

八木 健  大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (10241241)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywordsクラスター型プロトカドヘリン / シナプス / ニューロン / 神経回路 / 個性 / セルアセンブリ
Outline of Annual Research Achievements

神経細胞は個性的な活動を行いながら多様な神経細胞の集団的活動(セルアセンブリ)により、記憶や情報がコードされていることが明らかになってきている。しかし、セルアセンブリの構築と適応的な遷移の分子メカニズムは未だ明らかにされていない。そこで本研究では、細胞系譜依存的・回路依存的な神経細胞の個性センサスを単一神経細胞におけるcPcdh遺伝子の発現と機能を中心に解析することにより、セルアセンブリの構築と遷移に関わる分子メカニズムを明らかにする。本年度は、以下の項目で研究成果を上げることができた。(1)58種類のcPcdhアイソフォームの内、生後のマウス生存に必要なcPcdhgC3, gC4, gC5アイソフォーム以外の53種類のcPcdhアイソフォームについても、生後のマウス生存と神経細胞生存に必須であることを明らかにし、iScience誌に論文として発表した。(2)FRETによりcPcdhアイソフォーム接着活性を可視化するFRET-cPcdhプローブの開発に成功し、このFRET-cPcdhプローブがマウス生体内におけるプルキンエ細胞樹状突起形成で機能することを明らかにし、PNAS誌に論文として発表した。(3)cPcdha4アイソフォームの細胞接着活性をdimerization-dependent green fluorescent protein (ddGFP)を用いて可視化することに成功し、iScience誌に論文として発表した。また、この方法についてSTAR Protocol誌に掲載した。(4)ソマトスタチン細胞のcPcdhgアイソフォームが、マウス大脳皮質における興奮性神経細胞との双方向性回路形成で機能していることを明らかにし、eNeuro誌に論文として発表した。(5)cPcdhgが海馬神経細胞のシナプスに局在することをフリーズフラクチャー法により明らかにした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 11 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Protocol to visualize trans-interaction of clustered protocadherin using cIPAD, a fluorescent indicator, in cultured human cells and mouse neurons2024

    • Author(s)
      Kanadome Takashi、Hoshino Natsumi、Nagai Takeharu、Yagi Takeshi、Matsuda Tomoki
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 5 Pages: 102844~102844

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2024.102844

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dual-color live imaging unveils stepwise organization of multiple basal body arrays by cytoskeletons2024

    • Author(s)
      Shiratsuchi Gen、Konishi Satoshi、Yano Tomoki、Yanagihashi Yuichi、Nakayama Shogo、Katsuno Tatsuya、Kashihara Hiroka、Tanaka Hiroo、Tsukita Kazuto、Suzuki Koya、Herawati Elisa、Watanabe Hitomi、Hirai Toyohiro、Yagi Takeshi、Kondoh Gen、Gotoh Shimpei、Tamura Atsushi、Tsukita Sachiko
    • Journal Title

      EMBO Reports

      Volume: 25 Pages: 1176~1207

    • DOI

      10.1038/s44319-024-00066-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Large-scale animal model study uncovers altered brain pH and lactate levels as a transdiagnostic endophenotype of neuropsychiatric disorders involving cognitive impairment2024

    • Author(s)
      Hagihara Hideo et al.
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 12 Pages: RP89376

    • DOI

      10.7554/eLife.89376

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Isoform requirement of clustered protocadherin for preventing neuronal apoptosis and neonatal lethality2023

    • Author(s)
      Kobayashi Hiroaki、Takemoto Kenji、Sanbo Makoto、Hirabayashi Masumi、Hirabayashi Takahiro、Hirayama Teruyoshi、Kiyonari Hiroshi、Abe Takaya、Yagi Takeshi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 105766~105766

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105766

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Double mutation of <i>claudin‐1</i> and <i>claudin‐3</i> causes alopecia in infant mice2023

    • Author(s)
      Suzuki Koya、Yamaga Kosuke、Tokumasu Reitaro、Katsuno Tatsuya、Tanaka Hiroo、Chiba Shuhei、Yagi Takeshi、Katayama Ichiro、Tamura Atsushi、Murota Hiroyuki、Tsukita Sachiko
    • Journal Title

      Annals of the New York Academy of Sciences

      Volume: 1523 Pages: 51~61

    • DOI

      10.1111/nyas.14980

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imbalanced expression of clustered protocadherins in pre- and post-synaptic compartments of CA1 pyramidal cells during hippocampal development2023

    • Author(s)
      Tarusawa Etsuko、Hasegawa Saki、Noda Daisuke、Kawamura Nanami、Fukazawa Yugo、Watanabe Masahiko、Hirabayashi Takahiro、Yagi Takeshi
    • Journal Title

      biorxiv

      Volume: 42 Pages: 536995

    • DOI

      10.1101/2023.04.15.536995

    • Open Access
  • [Journal Article] Microglia enable cross-modal plasticity by removing inhibitory synapses2023

    • Author(s)
      Hashimoto Akari、Kawamura Nanami、Tarusawa Etsuko、Takeda Ikuko、Aoyama Yuki、Ohno Nobuhiko、Inoue Mio、Kagamiuchi Mai、Kato Daisuke、Matsumoto Mami、Hasegawa Yoshihiro、Nabekura Junichi、Schaefer Anne、Moorhouse Andrew J.、Yagi Takeshi、Wake Hiroaki
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Pages: 112383~112383

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112383

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Emergence of rhythmic chunking in complex stepping of mice2023

    • Author(s)
      Hirokane Kojiro、Nakamura Toru、Kubota Yasuo、Hu Dan、Yagi Takeshi、Graybiel Ann M.、Kitsukawa Takashi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 106765~106765

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106765

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Visualization of trans-interactions of a protocadherin-α between processes originating from single neurons2023

    • Author(s)
      Kanadome Takashi、Hoshino Natsumi、Nagai Takeharu、Yagi Takeshi、Matsuda Tomoki
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 107238~107238

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107238

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Visualization of <i>trans</i> homophilic interaction of clustered protocadherin in neurons2023

    • Author(s)
      Hoshino Natsumi、Kanadome Takashi、Takasugi Tomomi、Itoh Mizuho、Kaneko Ryosuke、Inoue Yukiko U.、Inoue Takayoshi、Hirabayashi Takahiro、Watanabe Masahiko、Matsuda Tomoki、Nagai Takeharu、Tarusawa Etsuko、Yagi Takeshi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Pages: e2301003120

    • DOI

      10.1073/pnas.2301003120

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Reciprocal Connections between Parvalbumin-Expressing Cells and Adjacent Pyramidal Cells Are Regulated by Clustered Protocadherin γ2023

    • Author(s)
      Kawamura Nanami、Osuka Tomoki、Kaneko Ryosuke、Kishi Eri、Higuchi Ryuon、Yoshimura Yumiko、Hirabayashi Takahiro、Yagi Takeshi、Tarusawa Etsuko
    • Journal Title

      eneuro

      Volume: 10 Pages: 0250-23

    • DOI

      10.1523/ENEURO.0250-23.2023

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] クラスター型プロトカドヘリンによるニューロンの生存と配置の制御2023

    • Author(s)
      金子 涼輔、Schonewille Martijn、吉田 隆行、橋本 浩一、玉巻 伸章、柳川 右千夫、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] PcdhgC4の細胞外・細胞内ドメインを介した細胞間相互作用はマウスの生存に関わる2023

    • Author(s)
      樋口 流音、梅澤 遥香、上野 龍明、渡辺 雅彦、三宝 誠、平林 真澄、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] SuMにおけるVGluT2・GAD67共発現細胞の新奇環境認識への重要性2023

    • Author(s)
      古川 和磨、大須賀 智輝、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] SST介在ニューロン特異的PcdhγC4 KOマウスでは、SST介在ニューロンの活性を高めることで異常な細胞死が回復した2023

    • Author(s)
      岸 絵理、樋口 流音、足澤 悦子、和氣 弘明、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 生後初期の大脳皮質バレル野でのソマトスタチン陽性抑制性神経細胞による回路形成においてクラスター型プロトカドヘリンγが示した重要性2023

    • Author(s)
      浅野 将吾、足立 斉子、足澤 悦子、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 神経細胞個性を生み出す遺伝的基盤 : プロトカドヘリンγクラスターの欠損は近傍遺伝子の発現量を増加させる2023

    • Author(s)
      堀野 聡子、八木 健、金子 涼輔
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 大脳皮質の神経発生においてビタミンCトランスポーターSlc23a2はDNAポリメラーゼβ依存的DNA脱メチル化経路を調節する2023

    • Author(s)
      菅生 紀之、馬渕 博基、樋口 真弓、荒木 喜美、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 脳幹網様体巨大神経網様核領域における GABA-glutamate 共発現細胞の特性解析2023

    • Author(s)
      大須賀 智輝、古川 和磨、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] 海馬神経細胞におけるクラスター型プロトカドヘリンのホモフィリック相互作用の可視化2023

    • Author(s)
      高杉 朋実、星野 七海、足澤 悦子、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] PcdhγC4遺伝子欠損マウスは行動学的・組織学的異常を示す2023

    • Author(s)
      梅澤 遥香、樋口 流音、林田 和郎、三宝 誠、平林 真澄、八木 健
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
  • [Presentation] クラスター型プロトカドヘリンγC4特異的なホモフィリック接着が与える神経回路形成メカニズムの解明2023

    • Author(s)
      上野龍明、樋口流音、小林裕明、萩瞭、八木健
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 大脳神経前駆細胞においてビタミンCはPolβ依存的能動的DNA脱メチル化を調整しゲノム安定性に寄与する2023

    • Author(s)
      神吉暁, 馬渕博基, 樋口真弓, 荒木喜美, 八木健, 菅生紀之
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Remarks]

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

URL: 

Published: 2024-12-25  

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