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2018 Fiscal Year Annual Research Report

高等哺乳動物における脳情報動態の基盤構築形成機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaBrain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing
Project/Area Number 18H05119
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

河崎 洋志  金沢大学, 医学系, 教授 (50303904)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords大脳皮質
Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質は脳情報処理の中枢であり、ヒトに至る進化の過程で著しく発達してきた。従って、脳情報処理の基盤となる大脳皮質の神経回路の進化のプロセス、高等哺乳動物における大脳皮質神経回路の解析、およびその形成過程の解明は重要である。我々は、発達した大脳皮質を持つ食肉類哺乳動物フェレットを用いて、この問題にアプローチしている。ヒトやサルなどの形成過程の大脳皮質には、外側線維層(outer fiber layer)および内側線維層(inner fiber layer)という2つの線維層が存在することが知られていたが、マウスにはこの区分は見いだされておらず、投射先およびその形成過程については不明な点が多い。我々はこれまでに、子宮内エレクトロポレーション法をフェレットに応用することに成功し、フェレットの大脳皮質での遺伝子発現を可能としてきた。そこで本研究では、フェレット大脳皮質神経細胞へGFPを導入し神経回路を可視化することにより、フェレット大脳皮質の線維層の解析を行っている。その結果、ヒトやサルと同様にフェレットにも外側線維層と内側線維層が存在していることを見いだした。投射先を解析した結果、外側線維層は近隣の大脳皮質へ、内側線維層は対側大脳皮質もしくは皮質下へ投射していることが分かった。さらにマウスとフェレットとの比較解析により、これまで報告されていなかったマウスにも外側線維層および内側線維層に対応する線維層が存在すること、また進化の過程で外側線維層の量が著しく増加していることを見いだした。これらの研究の成果は、大脳皮質における脳情報動態や大脳皮質の進化プロセスの解明に繋がる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

フェレットにおける外側線維層および内側線維層の投射先を明らかにし、また外側線維層および内側線維層に対応するマウスの線維層を明らかにした。これらの研究は大脳皮質における脳情報動態の解明に寄与する。

Strategy for Future Research Activity

これまでにフェレットを用いて高等哺乳動物の大脳皮質における神経線維層の解剖学的構築が明らかになってきた。そこで子宮内エレクトロポレーション法を用いて、この神経線維層の形成メカニズムおよびその機能的意義の解析を行う。

  • Research Products

    (31 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 7 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Max Planck Institute
  • [Int'l Joint Research] INMED, Aix-Marseille University, INSERM(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      INMED, Aix-Marseille University, INSERM
  • [Journal Article] Neocortical Expansion Due to Increased Proliferation of Basal Progenitors Is Linked to Changes in Their Morphology2019

    • Author(s)
      Kalebic Nereo、Gilardi Carlotta、Stepien Barbara、Wilsch-Br?uninger Michaela、Long Katherine R.、Namba Takashi、Florio Marta、Langen Barbara、Lombardot Benoit、Shevchenko Anna、Kilimann Manfred W.、Kawasaki Hiroshi、Wimberger Pauline、Huttner Wieland B.
    • Journal Title

      Cell Stem Cell

      Volume: 24 Pages: 535~550.e9

    • DOI

      10.1016/j.stem.2019.02.017

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characterization of the Inner and Outer Fiber Layers in the Developing Cerebral Cortex of Gyrencephalic Ferrets2019

    • Author(s)
      Saito Kengo、Mizuguchi Keishi、Horiike Toshihide、Dinh Duong Tung Anh、Shinmyo Yohei、Kawasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 29 Pages: 4303~4311

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy312

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] YAP activity is necessary and sufficient for basal progenitor abundance and proliferation in the developing neocortex2019

    • Author(s)
      Kostic M., Paridaen J.T.M.L., Long K., Kalebic N., Langen B., Grubling N., Wimberger P., Kawasaki H., Namba T. and Huttner W.B.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Pages: in press

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pathophysiological analyses of leptomeningeal heterotopia using gyrencephalic mammals2018

    • Author(s)
      Matsumoto Naoyuki、Kobayashi Naoki、Uda Natsu、Hirota Miwako、Kawasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Human Molecular Genetics

      Volume: 27 Pages: 985~991

    • DOI

      10.1093/hmg/ddy014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correct laminar positioning in the neocortex influences proper dendritic and synaptic development2018

    • Author(s)
      Martineau F. S., Sahu S., Plantier V., Buhler E., Schaller F., Fournier L., Chazal G., Kawasaki H., Represa A., Watrin F. and Manent J.-B.
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: 28 Pages: 2976-2990

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy113

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular Investigations of the Development and Diseases of Cerebral Cortex Folding using Gyrencephalic Mammal Ferrets2018

    • Author(s)
      Kawasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 41 Pages: 1324~1329

    • DOI

      10.1248/bpb.b18-00142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distribution and Morphological Features of Microglia in the Developing Cerebral Cortex of Gyrencephalic Mammals2018

    • Author(s)
      Mizuguchi Keishi、Horiike Toshihide、Matsumoto Naoyuki、Ichikawa Yoshie、Shinmyo Yohei、Kawasaki Hiroshi
    • Journal Title

      Neurochemical Research

      Volume: 43 Pages: 1075~1085

    • DOI

      10.1007/s11064-018-2520-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three-dimensional evaluation of murine ovarian follicles using a modified CUBIC tissue clearing method2018

    • Author(s)
      Kagami Kyosuke、Shinmyo Yohei、Ono Masanori、Kawasaki Hiroshi、Fujiwara Hiroshi
    • Journal Title

      Reproductive Biology and Endocrinology

      Volume: 16 Pages: 72

    • DOI

      10.1186/s12958-018-0381-7

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Investigation of fiber layers in the developing cerebral cortex of ferrets and mice2019

    • Author(s)
      Kengo Saito, Keishi Mizuguchi, Toshihide Horiike, Tung Anh Dinh Duong, Yohei Shinmyo and Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      第12回神経発生討論会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FGF signaling directs the cell fate switch from neurons to astrocytes in the developing mouse cerebral cortex2019

    • Author(s)
      Tung Anh Dinh Duong, Yoshio Hoshiba, Kengo Saito, Kanji Kawasaki, Yoshie Ichikawa, Naoyuki Matsumoto, Yohei Shinmyo and Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      第12回神経発生討論会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェレットとマウスを用いた大脳皮質形成機構とその異常疾患病態の解析2019

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      第18回日本再生医療学会総会
    • Invited
  • [Presentation] Folding of the cerebral cortex requires Cdk5 in upper-layer neurons in gyrencephalic mammals2018

    • Author(s)
      Y. Shinmyo, Y. Terashita, T.A. Dinh Duong, T. Horiike, M. Kawasumi, K. Hosomichi, A. Tajima, H. Kawasaki,
    • Organizer
      22nd Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] "Gyrification of the cerebral cortex requires FGF signaling in the mammalian brain"2018

    • Author(s)
      N. Matsumoto, Y. Shinmyo, Y. Ichikawa, H. Kawasaki
    • Organizer
      22nd Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Folding of the cerebral cortex requires Cdk5 in upper-layer neurons in gyrencephalic mammals2018

    • Author(s)
      Shinmyo Y, Terashita Y, Dinh Duong TA, Horiike T, Kawasumi M, Hosomichi K, Tajima A, Kawasaki H
    • Organizer
      2018 Korean-Japan Joint Symposium on Neurodevelopment
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uncovering the mechanisms underlying cortical folding using gyrencephalic ferrets2018

    • Author(s)
      Kawasaki H
    • Organizer
      Cortical Evolution 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Uncovering the mechanisms of cortical folding using gyrencephalic mammals2018

    • Author(s)
      Kawasaki H
    • Organizer
      Joint symposium of 10th Optogenetics Research Conference and Second International Symposium on Brain Information Dynamics 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウスとフェレットを用いた大脳皮質形成機構の解析2018

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      イメージング数理研究会
    • Invited
  • [Presentation] Folding of the cerebral cortex requires Cdk5 in upper-layer neurons in gyrencephalic mammals2018

    • Author(s)
      Yohei Shinmyo, Yukari Terashita, Tung Anh Dinh Duong, Toshihide Horiike, Muneo Kawasumi,Kazuyoshi Hosomichi, Atsushi Tajima, Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] "Gyrification of the cerebral cortex requires FGF signaling in the mammalian brain"2018

    • Author(s)
      Naoyuki Matsumoto, Yohei Shinmyo, Yoshie Ichikawa, Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Molecular mechanisms underlying the formation of the cerebral cortex in the mammalian brain2018

    • Author(s)
      Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      沖縄科学技術大学院大学(OIST)ワークショップ
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高等哺乳動物フェレットを用いた大脳皮質の形成機構の解析2018

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      第91回日本生化学会
    • Invited
  • [Presentation] Uncovering the mechanisms underlying cortical folding using gyrencephalic ferrets2018

    • Author(s)
      Hiroshi Kawasaki
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Asia Meeting(Latest Advances in Development & Function of Neuronal Circuits)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フェレットを用いた大脳皮質形成機構の解析2018

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      神経発達・再生研究会(生理学研究所研究会)
    • Invited
  • [Presentation] フェレットを用いた高等哺乳動物の大脳皮質形成機構の解析2018

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      研究推進機構総合研究院 脳学際研究部門 第2回公開シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] フェレット大脳皮質の形成期における神経線維層の解析2018

    • Author(s)
      斎藤健吾,水口敬司, 堀池俊秀,Tung Anh Dinh Doung, 新明洋平, 河崎洋志
    • Organizer
      第41回分子生物学会年会
  • [Presentation] フェレットとマウスを用いた大脳皮質の形成機構の解析2018

    • Author(s)
      河崎洋志
    • Organizer
      シナプス研究会(生理研研究会)
    • Invited
  • [Presentation] Characterization of the inner and outer fiber layers in the developing cerebral cortex of gyrencephalic ferrets2018

    • Author(s)
      斎藤健吾,水口敬司, 堀池俊秀,Tung Anh Dinh Doung, 新明洋平, 河崎洋志
    • Organizer
      国立遺伝学研究所研究会Circuit construction in the mammalian brain
  • [Book] 生理学2018

    • Author(s)
      河崎洋志(和田 隆志、奈良 信雄編)
    • Total Pages
      169
    • Publisher
      医歯薬出版
    • ISBN
      426322373X
  • [Remarks] 河崎研究室ホームページ

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/top/kawasaki-lab/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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