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2021 Fiscal Year Annual Research Report

細胞種特異的な神経回路形成への発達期gap junctionネットワークの役割

Research Project

Project/Area Number 19K06887
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

玉川 直 (中川直)  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (20611065)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 秀信  熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (00567159)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsgap junction / 大脳皮質 / 同期活動 / 回路形成
Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質の興奮性細胞の種類は、第2/3層から第6層までの各層で異なり、また個々の層の中にも複数種類が存在する。それぞれ独自の神経回路を持つことで、大脳皮質の情報処理基盤を構築し、高度な脳機能を形作っていると考えられる。しかし、こうした細胞種特異的な神経回路が作られるメカニズムはよくわかっていない。応募者らは最近、神経回路の形成が急速に進む生後1週の発達期マウス大脳皮質において、第5層の2種類の主要な興奮性細胞が同種の細胞と選択的にgap junctionで結合する精密なネットワークを持つことを明らかにした(Science, 358, 610, 2017)。またgap junctionで結合する細胞同士の活動レベルは均一化されることを明らかにした(Neuroscience, 406, 554, 2019)。最近の応募者らの研究から、第2/3層の神経細胞もgap junctionを持つことを明らかにしており、本研究では活動レベル制御の回路形成への寄与を知るべく、Cav1.2およびそのgain-of-function変異でありTimothy症候群原因変異でもあるI1166T変異体を第2/3層細胞に強制発現させ、活動レベルを人為的に亢進した。すると、Cav1.2I1166T発現細胞ではその約20%で細胞移動に障害が見られ、脳梁軸索投射はCav1.2発現個体で部分的に、Cav1.2I1166T発現細胞でほぼ完全に消失した。Cav1.2遺伝子にI1166T変異を持つTimothy症候群患者でもこうした回路異常が起きている可能性を示唆する。本研究結果は2021年末に論文発表した(Frontiers in Neuroscience, 15(747951), 2021)。

  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Involvement of Calcium-Dependent Pathway and β Subunit-Interaction in Neuronal Migration and Callosal Projection Deficits Caused by the Cav1.2 I1166T Mutation in Developing Mouse Neocortex2021

    • Author(s)
      Nakagawa-Tamagawa Nao、Kirino Emi、Sugao Kohtaroh、Nagata Hidetaka、Tagawa Yoshiaki
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 15 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.747951

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ティモシー症候群関連Cav1.2変異とDEE11関連Nav1.2変異はマウス大脳皮質において異なる様式で回路形成を障害する2022

    • Author(s)
      玉川(中川) 直, 菅生 厚太郎, 永田 英孝, 田川 義晃
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ティモシー症候群に関連するCav1.2のI1166T変異は発達期のマウス大脳皮質において神経細胞の移動と脳梁投射を障害する2022

    • Author(s)
      玉川(中川) 直, 桐野 恵美, 菅生 厚太郎, 永田 英孝, 田川 義晃
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
  • [Presentation] ティモシー症候群に関連するCav1.2のI1166T変異は発達期のマウス大脳皮質において神経細胞の移動と脳梁投射を障害する2021

    • Author(s)
      玉川(中川) 直, 桐野 恵美, 菅生 厚太郎, 永田 英孝, 田川 義晃
    • Organizer
      第72回西日本生理学会
  • [Presentation] 脳梁投射軸索の発達ダイナミクスのタイムラプス・イメージング2021

    • Author(s)
      中川 直, 水野 秀信, 田川 義晃
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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