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2023 Fiscal Year Annual Research Report

神経幹細胞の光操作を用いた生後脳ニューロン新生の機能的意義の全脳レベルでの解析

Research Project

Project/Area Number 21H02485
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

今吉 格  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsニューロン新生 / 神経幹細胞 / 遺伝子発現 / 転写因子 / 光操作
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、成体のニューロン新生、特に、海馬・歯状回でのニューロン新生について、認知機能への関与ついて検証を行った。恐怖記憶の獲得、消去学習などについて、どのように新生ニューロンが関与しているのかについて、行動実験による検証を行うとともに、数理モデルを用いたシミュレーションを用いた検証も行った。また、多時点の神経活動履歴を蛍光標識して追跡できる遺伝子改変マウスの開発を継続するとともに、全脳イメージングでの評価を継続し、データ取得を行った。特に、連続断層撮影で取得したデータについて、三次元再構成するパイプラインの改良を行うとともに、標準脳アトラスにマッピングして定量解析するためのプログラムの改良を行った。蛍光標識されたニューロンの脳内分布、輝度定量、各種マーカーとのオーバラップについて、定量値を算出し、個体間比較を実施できるようになるとともに、データ取得を継続した。
これらの行動実験系と、成体脳ニューロン新生阻害モデルマウス、神経活動履歴の全脳イメージングを組み合わせて、ニューロン新生が脳神経回路の発達・成熟・恒常性維持 において、どのような役割を担っているのかについて検証を行った。
また、新生ニューロンを産生する神経幹細胞を光操作するための遺伝子発現の光操作システムを開発し、一部は論文発表を行った。特に、光作動性転写因子の分子サイズを小さくし、各種ウイルスベクターに搭載できるように改良し、脳内の神経幹細胞や新生ニューロンへの効率の良い導入と光操作を可能にするような改良に成功した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 8 results)

  • [Journal Article] Scale Space Calibrates Present and Subsequent Spatial Learning in Barnes Maze in Mice2023

    • Author(s)
      Tachiki Yuto、Suzuki Yusuke、Kurahashi Mutsumi、Oki Keisuke、Mavuk ?zg?n、Nakagawa Takuma、Ishihara Shogo、Gyoten Yuichiro、Yamamoto Akira、Imayoshi Itaru
    • Journal Title

      eneuro

      Volume: 10 Pages: 0505~22.2023

    • DOI

      10.1523/eneuro.0505-22.2023

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhancement of Vivid-based photo-activatable Gal4 transcription factor in mammalian cells2023

    • Author(s)
      Nagasaki Shinji C.、Fukuda Tomonori D.、Yamada Mayumi、Suzuki Yusuke III、Kakutani Ryo、Guy Adam T.、Imayoshi Itaru
    • Journal Title

      Cell Structure and Function

      Volume: 48 Pages: 31~47

    • DOI

      10.1247/csf.22074

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 動物個性の創発におけるニューロン新生の関与の可能性について2024

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      未踏探索における個性と集団の役割 Workshops 2024 Feb
    • Invited
  • [Presentation] 光遺伝学ツールを使った神経幹細胞の分化制御メカニズムの解析2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 遺伝子発現の光制御手法を用いた神経幹細胞の制御メカニズムの解析2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      脳神経回路の形成・動作と制御の現在と未来
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      ASHBi Workshop "Towards engineering embryonic development"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 神経幹細胞の分化運命決定を担う転写因子発現動態の光遺伝学的解析2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      第157回 Brain Club Seminar
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      Cellular Mechanisms of Learning and Memory
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • Author(s)
      今吉格
    • Organizer
      Intrenational Symposium on Neural Development and Diseases
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Enhancement of Vivid-based Photo-Activatable Gal4 Transcription Factor in Mammalian Cells.2023

    • Author(s)
      長崎真治、今吉格
    • Organizer
      第16回神経発生討論会
    • Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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