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2016 Fiscal Year Research-status Report

大脳皮質層構造の形成を制御する分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number 26430075
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

久保 健一郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (20348791)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsリーリン / 接着分子 / Nカドヘリン / 大脳皮質 / 原子間力顕微鏡 / 発生
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、細胞間の接着に関わる分子のうち、引き続きNカドヘリンに注目して、Nカドヘリンがリーリンによってどのように制御されて細胞凝集を生じるのかを解析した。発生中マウス脳内に、子宮内胎児電気穿孔法によるリーリン発現プラスミドを導入してリーリンの強制発現を行うと、特徴的な神経細胞の凝集構造がリーリンによって形成される。前年度までに、凝集構造が形成される際に、ワイルトダイプのNカドヘリンやドミナントネガティブ体のNカドヘリンの強制発現、RNAiを用いたNカドヘリンのノックダウンを組み合わせて行った結果、Nカドヘリンがリーリンによる神経細胞の凝集構造の形成に必要であることが示唆されていた。本年度は、この現象の特異性を検証するために、ノックダウン抵抗性のNカドヘリンを作成し、これを用いたレスキュー実験を行ったところ、RNAiを用いたNカドヘリンのノックダウンにノックダウン抵抗性のNカドヘリンを共発現することでリーリンによる神経細胞の凝集構造が形成された。これによって、Nカドヘリンがリーリンによる神経細胞の凝集構造の形成に必要であることが明らかになった。
また、神経細胞上のNカドヘリンがリーリン刺激の前後でどのような制御を受けるのかを確認するため、リーリン刺激の前後でNカドヘリンへの結合の変化が起こるかどうか、原子間力顕微鏡を用いて解析したところ、培養細胞表面のNカドヘリン結合力がリーリン刺激によって強まることが明らかになった。このNカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードや、Nカドヘリン以外の分子がリーリンの下流で細胞接着を制御しているかどうかを明らかにするため、子宮内胎児電気穿孔法を用いたリーリンによる神経細胞の凝集系を用いて、その候補分子の探索や機能解析を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画で3年目の目標にあげた項目について解析が進んだほか、当初は想定していなかった原子間力顕微鏡を用いた解析が効果的に進んでおり、リーリン刺激によって培養細胞表面のNカドヘリン結合力が強まることが明らかになってきている。Nカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードや、Nカドヘリン以外の分子がリーリンの下流で細胞接着を制御しているかどうかについても、複数の新規候補分子について解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

Nカドヘリン以外の分子がリーリンの下流で細胞接着を制御しているかどうかを明らかにするため、NカドヘリンやNカドヘリン以外の候補分子の機能解析を、神経細胞の凝集構造を用いた生体内解析系に加えて、分散培養系と原子間力顕微鏡を用いて行う。加えて、Nカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードについても同様に解析を行い、明らかにしていく。

Causes of Carryover

当初は購入を予定していた動物に代えて、一部は研究室内で繁殖した動物を用いたため、実験動物にかかる費用が減少したほか、効率的な消耗品の購入と使用により、物品費が減少した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

生体内解析系に加えて、分散培養系を用いた解析を進める際に必要な培養器具や試薬を十分量用意して分子経路についての解析を進める。さらに、生体内解析系での解析に必要な実験動物数は当初の見積もりよりも余裕を持って確保し、条件検討や詳細な解析を進める。

  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Johns Hopkins Univ. School of Medicine(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Johns Hopkins Univ. School of Medicine
  • [Journal Article] Excessive activation of AhR signaling disrupts neuronal migration in the hippocampal CA1 region in the developing mouse.2017

    • Author(s)
      Eiki Kimura, Ken-ichiro Kubo, Toshihiro Endo, Kazunori Nakajima, Masaki Kakeyama, and Chiharu Tohyama
    • Journal Title

      J. Toxicol. Sci.

      Volume: 42 Pages: 25-30

    • DOI

      10.2131/jts.42.25.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reelin transiently promotes N-cadherin-dependent neuronal adhesion during mouse cortical development.2017

    • Author(s)
      Yuki Matsunaga, Mariko Noda, Hideki Murakawa, Kanehiro Hayashi, Arata Nagasaka, Seika Inoue, Takaki Miyata, Takashi Miura, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      Volume: 114 Pages: 2048-2053

    • DOI

      10.1073/pnas.1615215114.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reelin and neuropsychiatric disorders.2016

    • Author(s)
      Kazuhiro Ishii, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Journal Title

      Front. Cell. Neurosci.

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fncel.2016.00229

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] リーリン受容体ApoER2による大脳皮質ニューロン移動と停止の制御機構2017

    • Author(s)
      廣田ゆき、久保健一郎、藤野貴広、山本徳男、仲嶋一範
    • Organizer
      第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      長崎大学坂本キャンパス、長崎市(長崎県)
    • Year and Date
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [Presentation] Molecular and morphological analyses of radial glial fibers during mouse neocortical development2017

    • Author(s)
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第10回神経発生討論会
    • Place of Presentation
      秋保リゾートホテルクレセント、仙台市(宮城県)
    • Year and Date
      2017-03-10 – 2017-03-11
  • [Presentation] Investigation of the molecular mechanisms underlying Reelin-induced neuronal aggregation in the mouse neocortex2016

    • Author(s)
      Seika Inoue, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      2016 The American Society for Cell Biology (ASCB) Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone Center, San Francisco, California, U.S.A.
    • Year and Date
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ApoER2 controls neuronal migration in the intermediate zone and termination of migration in the developing cerebral cortex2016

    • Author(s)
      Yuki Hirota, Ken-ichiro Kubo, Takahiro Fujino, Tokuo T. Yamamoto,and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      The 28th CDB Meeting “Cilia and Centrosomes, Current Advances and Future Directions”
    • Place of Presentation
      RIKEN CDB, 神戸(兵庫県)
    • Year and Date
      2016-11-27 – 2016-11-29
  • [Presentation] Morphological analyses of radial glial cells in the developing mouse neocortex2016

    • Author(s)
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      Society for Neuroscience, Neuroscience 2016 meeting
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center, San Diego, U.S.A.
    • Year and Date
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リーリン分子により形成される神経細胞凝集を制御する分子メカニズム2016

    • Author(s)
      井上聖香、林周宏、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第51回慶應ニューロサイエンス研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学信濃町キャンパス、新宿区(東京都)
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [Presentation] Morphological analyses of radial glial fibers in the developing reeler neocortex2016

    • Author(s)
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第51回慶應ニューロサイエンス研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学信濃町キャンパス、新宿区(東京都))
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [Presentation] Analysis of Reelin-Nck signaling in mouse neocortex2016

    • Author(s)
      林周宏、井上聖香、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡(福岡県)
    • Year and Date
      2016-09-08 – 2016-09-10
  • [Presentation] 大脳新皮質においてリーリン分子により誘導される神経細胞凝集を担うシグナル伝達経路の探索2016

    • Author(s)
      井上聖香、林周宏、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場、福岡(福岡県)
    • Year and Date
      2016-09-08 – 2016-09-10
  • [Presentation] Investigation of the molecular mechanisms that regulate Reelin-induced neuronal aggregation in the mouse neocortex2016

    • Author(s)
      Seika Inoue, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [Presentation] Experiment and modeling of the Reelin-dependent modification of intercellular adhesion among cells from the developing cerebral cortex2016

    • Author(s)
      Yuki Matsunaga, Mariko Noda, Hideki Murakawa, Takashi Miura, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [Presentation] Function of the Reelin-Nck signaling pathway during mouse neocortical development2016

    • Author(s)
      Kanehiro Hayashi, Seika Inoue, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [Presentation] Roles of ApoER2 in neuronal migration and termination of migration in the developing cerebral cortex2016

    • Author(s)
      Yuki Hirota, Ken-ichiro Kubo, Takahiro Fujino, Tokuo T. Yamamoto, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2016-07-20 – 2016-07-22

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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