生後脳神経新生を介した「個性」創発機構

• 研究領域: 多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
• 研究課題/領域番号: 16H06529
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 今吉 格 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 86,710千円 (直接経費: 66,700千円、間接経費: 20,010千円); 2020年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2019年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2018年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2017年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2016年度: 24,830千円 (直接経費: 19,100千円、間接経費: 5,730千円)
• キーワード: 個性創発 / ニューロン新生 / 神経幹細胞 / 光遺伝学 / 個性 / 生後脳ニューロン新生 / 神経神経 / 神経発生 / 神経再生 / 神経発達 / 海馬 / 嗅球 / 可塑性 / 神経可塑性

研究成果の概要

げっ歯類モデル動物を用いて、個性を研究するための行動解析装置の開発に加えて、データマイニング技術を導入し、空間学習課題遂行中のマウス行動パターンの微細変化を解析する技術を開発し、学術論文発表した。また、生後脳ニューロン新生が嗅覚神経回路に与える影響を明らかにして、学術論文発表した。加えて、脳の発生・発達・成熟過程に介入する実験手法として、遺伝子発現の新規光制御技術の開発を行った 。また本手法を用いて、マウス脳・海馬における神経幹細胞のニューロン新生を光操作し、生後脳ニューロン新生に摂動を与える新規実験手法の確立に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物行動の多様性は、人間社会においては個性として健在しており、その背景にある神経基盤の理解や、創発機構については着目が集まっている。本研究課題においては、マウスをモデル動物を用いて、生後脳ニューロン新生と個性創発機構の関係について、その一旦を明らかにすることができた。また、生後脳ニューロン新生に摂動を与える技術の開発にも成功し、今後の、個性創発機構の研究の重要な手法になると期待されるとともに、脳神経系の再生医学研究への発展についても期待される。

研究成果

• [国際共同研究] Psychology Department/University of Toronto(カナダ)
• [国際共同研究] Department of Developmental Biology/Hagedorn Research Institute(デンマーク)
• [雑誌論文] Optimization of light-inducible Gal4/UAS gene expression system in mammalian cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamada M., Nagasaki C. S., Suzuki Y., Imayoshi I.
  • 雑誌名: iScience 巻: 23 号: 9 ページ: 101506-101506
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.101506
  • NAID: 120006884197
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Light-induced silencing of neural activity in Rosa26 knock-in and BAC transgenic mice conditionally expressing the microbial halorhodopsin eNpHR3. (2020)
  • 著者名/発表者名: Imayoshi I, Tabuchi S, Matsumoto M, Kitano S, Miyachi H, Kageyama R, Yamanaka A
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10(1) 号: 1 ページ: 3191-3191
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59984-3
  • NAID: 120006878490
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Jag1 Modulates an Oscillatory Dll1-Notch-Hes1 Signaling Module to Coordinate Growth and Fate of Pancreatic Progenitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Seymour Philip Allan、Collin Caitlin Alexis、Egeskov-Madsen Anuska la Rosa、Jorgensen Mette Christine、Shimojo Hiromi、Imayoshi Itaru、de Lichtenberg Kristian Honnens、Kopan Raphael、Kageyama Ryoichiro、Serup Palle
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 52 号: 6 ページ: 731-747
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2020.01.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cholecystokinin-expressing Interneurons of the Medial Prefrontal Cortex Mediate Working Memory Retrieval. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, R., Venkatesan, S., Binko, M., Yoon Bang, J., Cajanding, J.D., Briggs, C., Sargin, D., Imayoshi, I., Lambe, E.K. and Chul Kim, J.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 40 号: 11 ページ: 2314-2331
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1919-19.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Light-mediated Control of Gene Expression in Mammalian Cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Nagasaki C. S, Ozawa T, Imayoshi I.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 152 ページ: 66-77
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.12.018
  • NAID: 120006888020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High Hes1 expression and resultant Ascl1 suppression regulate quiescent vs. active neural stem cells in the adult mouse brain (2019)
  • 著者名/発表者名: Sueda Risa、Imayoshi Itaru、Harima Yukiko、Kageyama Ryoichiro
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 33 号: 9-10 ページ: 511-523
  • DOI: 10.1101/gad.323196.118
  • NAID: 120006591371
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced lysosomal degradation maintains the quiescent state of neural stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Kobayashi, W. Piao, T. Takamura, H. Kori, H. Miyachi, S. Kitano, Y. Iwamoto, M. Yamada, I. Imayoshi, S. Shioda, A. Ballabio, R. Kageyama
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 5446-5446
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13203-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Light Control of the Tet Gene Expression System in Mammalian Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada Mayumi、Suzuki Yusuke、Nagasaki Shinji C.、Okuno Hiroyuki、Imayoshi Itaru
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 25 号: 2 ページ: 487-500
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.09.026
  • NAID: 120006531246
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adult-born neurons facilitate olfactory bulb pattern separation during task engagement. (2018)
  • 著者名/発表者名: Li W, Chu MW, Wu A, Suzuki Y, Imayoshi I and Komiyama T
  • 雑誌名: eLife 巻: 7
  • DOI: 10.7554/elife.33006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 発生発達期暴露による嗅球神経新生影響～毒性評価としての嗅球利用を探る～ (2020)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第４７回日本毒性学会学術年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Toward understanding and manipulation of neural bases underlying animal behaviors and psychiatric diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanism of neural stem cells revealed by optical manipulation of gene expressions (2020)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第11回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 神経幹細胞の制御機構 と生後脳ニューロン新生 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第２１回 京都大学・生命科学研究科シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子発現の光操作技術 と神経幹細胞研究への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: Chemistry For Neuroscience 2019
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanism of neural stem cells revealed by optical manipulation of gene expressions (2019)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: ExCELLS若手リトリート
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanism of neural stem cells revealed by optical manipulation of gene expressions (2018)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第17回幹細胞シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanism of neural stem cells revealed by optical manipulation of gene expressions (2018)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子発現動態の光操作から明らかになる神経幹細胞の制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2017-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 海馬生後ニューロン新生の破綻と発達障害との関係について (2016)
  • 著者名/発表者名: 今吉 格
  • 学会等名: 発達障害研究所公開セミナー 2016
  • 発表場所: 愛知県心身障害者コロニー 総合管理事務所1階 講堂
  • 年月日: 2016-12-22
  • 招待講演
• [産業財産権] Cry2-CIB1システムを用いたTetシステムの光制御手法 (2018)
  • 発明者名: 今吉格、山田真弓、鈴木裕輔
  • 権利者名: 今吉格、山田真弓、鈴木裕輔
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-163617
  • 出願年月日: 2018