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2014 Fiscal Year Annual Research Report

皮質抑制性神経細胞が備える、特異的シナプス結合則の解明

Publicly Offered Research

Project AreaNeural Diversity and Neocortical Organization
Project/Area Number 25123709
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

日置 寛之  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00402850)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords大脳新皮質 / 抑制性神経細胞 / シナプス結合 / 遺伝子改変マウス / ウイルスベクター
Outline of Annual Research Achievements

高次機能発現において、大脳新皮質が最も重要な役割を果たすことは、多くの研究者が認めるところであろう。しかし、その構造的基盤である局所神経回路、そしてその形成メカニズムについては、未だ解析が進んでいないのが現状である。本研究課題では、parvalbumin(PV)発現抑制性神経細胞に焦点を当て、抑制性神経細胞が備えるシナプス結合様式のルール、および特異的シナプス結合を形成・維持するメカニズムの解明を目指している。
(1) 皮質抑制性神経細胞が構成するネットワーク構造の解析
申請者らが開発してきた遺伝子改変マウス(PV発現細胞をゴルジ染色様に標識)、Jackson labから入手したCre発現マウス(PV-Cre, SOM-Cre, VIP-Cre)、そして各種ウイルスベクター(レンチウイルス、アデノ随伴ウイルスなど)を用い、各種抑制性神経細胞間のシナプス結合様式を定量的解析を進めてきた。先行研究において、PV発現細胞への入力特性を第一次体性感覚野(S1)で検討したところ、細胞体と樹状突起という2つのコンパートメントにおいて、抑制性入力様式が異なることを見出した。第一次運動野(M1)においても同様の解析を進めたところ、S1とM1には共通な結合様式が認められる一方で、領野特異的なシナプス結合も存在することが分かった。論文発表に向け、引き続き追加実験を進めているところである。
(2) 抑制性神経回路の形成・維持メカニズムの解明
特異的結合を形成・維持するためには、プレ・ポスト間で何らかの相互作用が必要であると想定するのが妥当である。関連遺伝子の時空間パターンを検討する目的で、予備実験を行った。また、生理学的手法による解析にも取り組むべく、セットアップの準備・予備実験を進めた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (32 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Acknowledgement Compliant: 9 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Thalamocortical Afferents More Widely and More Preferentially to Layer 1 than Neurons of the Ventral Anterior-Ventral Lateral Nuclear Complex in the Rat.2015

    • Author(s)
      Kuramoto E, Ohno S, Furuta T, Unzai T, Tanaka YR, Hioki H, Kaneko T.
    • Journal Title

      Cereb Cortex

      Volume: 25 Pages: 221-235

    • DOI

      10.1093/cercor/bht216

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Efficient and graded gene expression in glia and neurons of primary cerebellar cultures transduced by lentiviral vectors.2015

    • Author(s)
      Kumar S, Zimmermann K, Hioki H, Pfeifer A, Baader SL.
    • Journal Title

      Histochem Cell Biol

      Volume: 143 Pages: 109-121

    • DOI

      10.1007/s00418-014-1260-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compartmental Organization of Synaptic Inputs to Parvalbumin-Expressing GABAergic Neurons in Mouse Primary Somatosensory Cortex.2015

    • Author(s)
      Hioki H.
    • Journal Title

      Anat Sci Int

      Volume: 90 Pages: 7-21

    • DOI

      10.1007/s12565-014-0264-8

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural basis for serotonergic regulation of neural circuits in the mouse olfactory bulb.2015

    • Author(s)
      Suzuki Y, Kiyokage E, Sohn J, Hioki H, Toida K.
    • Journal Title

      J Comp Neurol

      Volume: 523 Pages: 262-280

    • DOI

      10.1002/cne.23680

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Different Cortical Projections from Three Subdivisions of the Rat Lateral Posterior Thalamic Nucleus: A Single Neuron Tracing Study with Viral Vectors.2015

    • Author(s)
      Nakamura H, Hioki H, Furuta T, Kaneko T.
    • Journal Title

      Eur J Neurosci

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1111/ejn.12882

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Convergence of Lemniscal and Local Excitatory Inputs on Large GABAergic Tectothalamic Neurons.2015

    • Author(s)
      Ito T, Hioki H, Sohn J, Okamoto S, Kaneko T, Iino S, Oliver DL.
    • Journal Title

      J Comp Neurol

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Sequence of molecular events during maturation of developing mouse prefrontal cortex.2015

    • Author(s)
      Ueda S, Niwa M, Hioki H, Sohn J, Kaneko T, Sawa A, Sakurai T.
    • Journal Title

      Mol Neuropsychiatry

      Volume: press Pages: press

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] ウイルスベクターを用いた遺伝子導入による単一ニューロン標識2015

    • Author(s)
      中村悠、日置寛之
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 47 Pages: 46-49

  • [Journal Article] Unbalanced excitability underlies offline reactivation of behaviorally activated neurons.2014

    • Author(s)
      Mizunuma M, Norimoto H, Tao K, Egawa T, Hanaoka K, Sakaguchi T, Hioki H, Kaneko T, Yamaguchi S, Nagano T, Matsuki N, Ikegaya Y.
    • Journal Title

      Nat Neurosci

      Volume: 17 Pages: 503-505

    • DOI

      10.1038/nn.3674

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Preprodynorphin-expressing neurons constitute a large subgroup of somatostatin-expressing GABAergic interneurons in the mouse neocortex.2014

    • Author(s)
      Sohn J, Hioki H, Okamoto S, Kaneko T.
    • Journal Title

      J Comp Neurol

      Volume: 522 Pages: 1506-1526

    • DOI

      10.1002/cne.23477

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Psychological Stress Activates a Dorsomedial Hypothalamus-Medullary Raphe Circuit Driving Brown Adipose Tissue Thermogenesis and Hyperthermia.2014

    • Author(s)
      Kataoka N, Hioki H, Kaneko T, Nakamura K.
    • Journal Title

      Cell Metab

      Volume: 20 Pages: 346-358

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2014.05.018

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 3D Clustering of GABAergic Neurons Enhances Inhibitory Actions on Excitatory Neurons in the Mouse Visual Cortex.2014

    • Author(s)
      Ebina T, Sohya K, Imayoshi I, Yin ST, Kimura R, Yanagawa Y, Kameda H, Hioki H, Kaneko T, Tsumoto T.
    • Journal Title

      Cell Rep

      Volume: 9 Pages: 1896-1907

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2014.10.057

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 抑制性インターニューロンとオシレーション2014

    • Author(s)
      日置寛之
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 32 Pages: 743-746

  • [Journal Article] パルブアルブミン発現皮質抑制性神経細胞に対する、細胞種特異的シナプス入力様式の解明2014

    • Author(s)
      日置寛之
    • Journal Title

      解剖学雑誌

      Volume: 89 Pages: 41-42

  • [Presentation] Compartmental organization of synaptic inputs to parvalbumin-expressing inhibitory neurons in mouse neocortex.2015

    • Author(s)
      日置寛之
    • Organizer
      第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • Invited
  • [Presentation] Imaging and implications of dopaminergic neurons for movement disorder: "opposite sides of the same coin" in Parkinson's disease.2015

    • Author(s)
      松田和郎、古田貴寛、中村公一、日置寛之、金子武嗣
    • Organizer
      第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
    • Invited
  • [Presentation] Excitatory and inhibitory inputs to vasoactive intestinal polypeptide-expressing neurons in the mouse primary somatosensory cortex.2015

    • Author(s)
      孫在隣、日置寛之、岡本慎一郎、金子武嗣
    • Organizer
      第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Maturation processes of developing prefrontal cortex of normal and disease model mice.2015

    • Author(s)
      櫻井武、上田修平、丹羽美苗、日置寛之、孫在隣、金子武嗣、澤明
    • Organizer
      第120回日本解剖学会・第92回日本生理学会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] 皮質抑制性神経細胞が備える普遍的・特異的シナプス結合則2015

    • Author(s)
      日置寛之
    • Organizer
      大阪大学歯学部・大学院歯学研究科 大学院特別講義
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2015-01-30 – 2015-01-30
    • Invited
  • [Presentation] 大脳皮質における非カラム的局所回路の作動原理の究明2014

    • Author(s)
      日置寛之、金子武嗣
    • Organizer
      包括脳ネットワーク冬のワークショップ
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
    • Invited
  • [Presentation] Gene expression profiles of developing prefrontal cortex of normal and disease model mice.2014

    • Author(s)
      Ueda S, Niwa M, Hioki H, Sohn J, Kaneko T, Sawa A, Sakurai T.
    • Organizer
      包括脳ネットワーク冬のワークショップ
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [Presentation] Three Types of Thalamocortical Projections of the Lateral Posterior Thalamic Nucleus in the Rat: A Single Neuron Tracing Study with Viral Vectors.2014

    • Author(s)
      Nakamura H, Hioki H, Furuta Y, Kaneko T.
    • Organizer
      包括脳ネットワーク冬のワークショップ
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-12-11 – 2014-12-13
  • [Presentation] Three Types of Thalamocortical Projections from the Rat Lateral Posterior Thalamic Nucleus: A Single Neuron-Tracing Study Using Viral Vectors.2014

    • Author(s)
      中村悠、日置寛之、古田貴寛、金子武嗣
    • Organizer
      第90回日本解剖学会・近畿支部学術集会
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2014-11-29 – 2014-11-29
  • [Presentation] Vesicular glutamate transporter 3 is essential for the proper development of central mechanical pain circuits.2014

    • Author(s)
      PEIRS C, WILLIAMS S-PG, WALSH CE, CAGLE NE, GOLDRING AC, HIOKI H, SEAL RP.
    • Organizer
      The 44th Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Washington
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] GABAergic interneurons form spatial clusters in the mouse visual cortex to enhance inhibitory actions on excitatory neurons.2014

    • Author(s)
      EBINA T, SOHYA K, IMAYOSHI I, YIN ST, KIMURA R, YANAGAWA Y, KAMEDA H, HIOKI H, KANEKO T, TSUMOTO T.
    • Organizer
      The 44th Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Washington
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Gene expression profiles of developing prefrontal cortex of normal and disease model mice.2014

    • Author(s)
      Ueda S, Niwa M, Hioki H, Sohn J, Kaneko T, Sawa A, Sakurai T.
    • Organizer
      Axon Guidance, Synapse Formation and Regeneration 2014 (CSHL Meeting)
    • Place of Presentation
      Cold Spring Harbor
    • Year and Date
      2014-09-16 – 2014-09-20
  • [Presentation] Functional significance of GABAergic interneuron clusters in the three-dimensional space of the mouse visual cortex.2014

    • Author(s)
      蝦名鉄平、惣谷和広、今吉格、Yin Shu-Ting、木村塁、柳川右千夫、亀田浩司、日置寛之、金子武嗣、津本 忠治
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Topological projections of direct and indirect pathway neurons in the neostriatum to the GPe.2014

    • Author(s)
      岡本慎一郎、日置寛之、孫在隣、藤山文乃、金子武嗣
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Excitatory and inhibitory inputs to vasoactive intestinal polypeptide-expressing neurons in the mouse primary somatosensory cortex.2014

    • Author(s)
      孫在隣、日置寛之、岡本慎一郎、金子武嗣
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Three Types of Thalamocortical Projections from the Rat Lateral Posterior Thalamic Nucleus: A Single Neuron-Tracing Study Using Viral Vectors.2014

    • Author(s)
      中村悠、日置寛之、古田貴寛、金子武嗣
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Preferential inputs of cholecystokinin-positive neurons to the somatic compartment of parvalbumin-expressing neurons in the mouse primary somatosensory cortex.2014

    • Author(s)
      日置寛之、孫在隣、岡本慎一郎、亀田浩司、金子武嗣
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Remarks] 高次脳形態学

    • URL

      http://www.mbs.med.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2016-06-01  

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