小脳皮質ニューロンの細胞移動と形態分化のメカニズム

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21300120
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 見学 美根子 Kyoto University, 物質-細胞統合システム拠点, 准教授 (10303801)
• Keywords: ニューロン移動 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 樹状突起 / ダイナミクス / 顆粒細胞

Research Abstract

本研究は、哺乳類小脳をモデルとして脳の皮質形成過程におけるニューロン移動と樹状突起パターン形成のダイナミクスとメカニズムを明らかにすることを目的とする。昨年度は、(1)顆粒細胞の核移動を司る分子シグナルとその時空間制御(2)プルキンエ細胞樹状突起パターン形成のダイナミクスと制御機構を解析し、以下の成果を上げた。
(1)顆粒細胞の核移動を司る分子シグナルとその時空間制御:Diced RNAi法を用いた機能スクリーニングにより、顆粒細胞移動を再構成できる移植片培養において核内膜分子Sun1, 2を機能阻害すると顆粒細胞移動が有意に抑制された。生体に電気穿孔法でSun1, 2をノックダウンすると、生後発達中の外顆粒層から内顆粒層への細胞移動が有意に抑制され、Sun1, 2が顆粒細胞移動に必須であることが明らかになった。さらにSun1, 2と結合する核外膜分子Nesprinファミリーのうち、Nesprin3をノックダウンして発現阻害すると、Sun1, 2の阻害と同様のニューロン移動抑制効果が見られた。今後Sun/Nesprinによる核移動制御機構を解析する。
(2)プルキンエ細胞樹状突起パターン形成のダイナミクスと制御機構:分散培養したプルキンエ細胞の樹状突起分化過程を長期間タイムラプス観察して樹状突起成長のダイナミクスを経時観察した。細胞形態を抽象化して樹状突起の伸長、分岐、退縮の速度、頻度などの素過程の時空間的遷移を定量的に解析し、簡単なパラメータで計算機シミュレーションを試みた。一次樹状突起の消失や空間分布の遷移など観察結果の一部を再現することができた。

Research Products

• [Journal Article] Polarized targeting of DNER into dendritic plasma membrane in hippocampal neurons depends on endocytosis (2010)
  • Author(s): Kurisu J, Fukuda T, Yokoyama S, Hirano T, Kengaku M
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Computational modeling of dendritic tiling by diffusible extracellular suppressor (2010)
  • Author(s): Shimono K, Sugimura K, Kengaku M, Uemura T, Mochizuki A
  • Journal Title: Genes to Cells 15 Pages: 137-149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of calpain increases LIS1 expression and partially rescues in vivo phenotypes in a mouse model of lissencephaly (2009)
  • Author(s): Yamada M, Yoshida Y, Mori D, Takitoh T, Kengaku M, Umeshima H, Takao K, Miyakawa T, Sato M, Sorimachi H, Wynshaw-Boris A, Hirotsune S
  • Journal Title: Nature Medicine 15 Pages: 1202-1207
  • Peer Reviewed