2016 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
26430029
|
|---|
| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
|---|
Principal Investigator |
宮下 俊雄 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (80415314)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 一次視覚野 / 局所回路 / 微小神経回路 / 二光子イメージング / カルシウムイメージング / プロトカドヘリン / Dnmt3b |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
マウス大脳皮質一次視覚野において、その局所回路に埋め込まれている微小神経回路の形成メカニズムを解明するためにクラスター型プロトカドヘリンに着目した。プロトカドヘリンは多くのアイソフォームからなるが、実際に微小神経回路の形成に係わるかを知るために、遺伝子発現の詳細を調べた。現在までに微小神経回路は同一の神経前駆細胞から生まれると考えられている。そこでGFPを発現するiPS細胞を用いキメラマウスを作製し、微小神経回路を可視化した。これらに対し、プロトカドヘリンの特定のアイソフォームに対するin situハイブリダイゼーションを行い、姉妹細胞間において、同一のプロトカドヘリンが発現している確率が優位に高いことを明らかとした。以上の結果よりホモフィリックな細胞接着を行うプロトカドヘリンの機能が微小神経回路の構築に関わる可能性が強く示唆された。また、スライス標本を用いた電気生理実験では、一次感覚野４層での特異的な神経細胞の双方向性シナプス結合がプロトカドヘリン全アイソフォーム欠損細胞間では形成不全が起きていることを共同研究者が明らかにし、特異的な微小神経回路の形成はプロトカドヘリンの機能によるところが大きい事が明らかとなった。加えてプロトカドヘリンの発現制御に係わるメチル化因子Dnmt3bを欠損すると、微小回路におけるプロトカドヘリンの発現のアイソフォーム特異性が低下することも突き止めた。同時にKOでは体性感覚野では特異的なシナプス結合の形成不全がプロトカドヘリン全欠損の神経回路と同様に引き起こされていることも明らかとなった。
これらを踏まえ、二光子カルシウムイメージングによるin vivo機能解析を行っている。キメラマウス一次視覚野では、移植されたiPS細胞由来の神経細胞が鮮明に観察できる。これらはGFPを強く発現するために赤色蛍光カルシウム色素であるCal590を実験に用いた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
春から夏にかけて、キメラマウスの作製（産出）に難があり、実験個体を得ることができなかった。また、飼養保管施設においてトラブルが発生し、実験が中断されたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
二光子イメージングを続けて行い、データ解析を行う。
|
| Causes of Carryover |
実験動物の産出や、動物飼養保管施設のトラブルのため実験が遅れた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
二光子イメージング実験に用いる実験試薬や、動物の入手に使用する。また、発表するために使用する。
|
Research Products
(2 results)
-
[Journal Article] Establishment of high reciprocal connectivity between clonal cortical neurons is regulated by the Dnmt3b DNA methyltransferase and clustered protocadherins.2016
Author(s)
3.Tarusawa E, Sanbo M, Okayama A, Miyashita T, Kitsukawa T, Hirayama T, Hirabayashi, T, Hasegawa S, Kaneko R, Toyoda S, Kobayashi T, Kato-Itoh M, Nakauchi H, Hirabayashi M, Yagi T, Yoshimura Y.
-
Journal Title
BMC Biol.
Volume: 14
Pages: 103
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
[Presentation] High reciprocal connectivity between clonal cortical neurons is established under the guidance of epigenetic regulation.2016
Author(s)
9.Tarusawa E, Sanbo M, Okayama A, Miyashita T, Kitsukawa T, Hirayama T, Hirabayashi T, Hasegawa S, Hirabayashi M, Yagi T, Yoshimura Y.
Organizer
Society of Neuroscience 2016
Place of Presentation
san diego convention center, CA, USA
Year and Date
2016-11-16
Int'l Joint Research
