ゼブラフィッシュを用いた、脊椎動物脊髄運動系神経回路の動作原理の解明

• 研究領域: 神経系の動作原理を明らかにするためのシステム分子行動学
• 研究課題/領域番号: 20115007
• 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: 生物系
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設)
• 研究代表者: 東島 眞一 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 准教授 (80270479)
• 研究期間 (年度): 2008-11-13 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 84,500千円 (直接経費: 65,000千円、間接経費: 19,500千円); 2012年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2011年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2010年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2009年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2008年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: ゼブラフィッシュ / 運動 / 神経回路 / 脊髄 / トランスジェニック

研究概要

脊椎動物の運動系神経回路の詳細は、哺乳動物においては不明な点が多い。本研究では、ゼブラフィッシュ幼魚を用い、特定のクラスの神経細胞を生きたままラベルできる利点を活かして、脊椎動物運動系神経回路の動作原理解明に向けて取り組んだ。その結果、(1) 脊髄内の特殊なクラスの交差型抑制性ニューロンが、逃避運動の方向性に重要な役割を果たすこと、(2) V0ニューロンの発生に、前駆体細胞レベルでの運命決定と、発生時間に依存したニューロン多様性形成の双方が関与していること、(3) 後脳において、転写因子Chx10を発現するニューロンが、遊泳運動の駆動に不可欠な役割を果たしていること、を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Hindbrain V2a neurons in the excitation of spinal locomotor circuits during zebrafish swimming (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Satou, C., Fujioka, S., Shoji, W., Umeda, K., Ishizuka, T., Yawo, H., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: Current Biology
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transgenic tools to characterize neuronal properties of discrete populations of zebrafish neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., Hirata, H., Suster, M.L, Kawakami, K., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 18 ページ: 3927-3931
  • DOI: 10.1242/dev.099531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of excitation underlying locomotion in the spinal circuit of zebrafishOrigin of excitation underlying locomotion in the spinal circuit of zebrafish (2012)
  • 著者名/発表者名: Eklof-Ljunggren, E., Haupt, S., Ausborn, J., Dehnisch, I., Uhlen, P., Higashijima, S., and El Manira, A.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 巻: 109 ページ: 5511-5516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of multiple classes of V0 neurons in zebrafish spinal cord : progenitor heterogeneity and temporal control of neuronal diversity (2012)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: J. Neuroscience 巻: 32 ページ: 1771-1783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of multiple classes of V0 neurons in zebrafish spinal cord : progenitor heterogeneity and temporal control of neuronal diversity (2012)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., Higashijima, S.
  • 雑誌名: J.Neuroscience 巻: 32 ページ: 1771-1783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping a sensory-motor network onto a structural and functional ground plan in the hindbrain (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyama, M., Kinkhabwala, A., Satou, C., Higashijima, S., and Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 巻: 108 ページ: 1170-1175
  • 査読あり
• [雑誌論文] A structural and functional ground plan for neurons in the hindbrain of zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinkhabwara, A., Riley, M., Koyama, M., Monen, J., Satou, C., Kimura, Y., Higashijima, S., and Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. (USA) 巻: 108 ページ: 1164-1169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping a sensory-motor network onto a structural and functional ground plan in the hindbrain (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyama, M., Kinkhabwala, A., Satou, C., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 巻: 108 ページ: 1170-1175
  • 査読あり
• [雑誌論文] A structural and functional ground plan for neurons in the hindbrain of zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinkhabwara, A., Riley, M., Koyama, M., Monen, J., Satou, C., Kimura, Y., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 巻: 108 ページ: 1164-1169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping a sensory-motor network onto a structural and functional ground plan in the hindbrain. (2011)
  • 著者名/発表者名: Koyama, M., Kinkhabwala, A., Satou, C., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 108 ページ: 1170-1175
  • 査読あり
• [雑誌論文] A structural and functional ground plan for neurons in the hindbrain of zebrafish. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinkhabwara, A., Riley, M., Koyama, M., Monen, J., Satou, C., Kimura, Y., Higashijima, S., Fetcho, J.R.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 108 ページ: 1164-1169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic visualization with an improved GCaMP reveals spatiotemporal activation of the spinal motor neurons in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Muto, A., Ohkura, M., Kotani, T., Higashijima, S., Nakai, J., Kawakami, K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 巻: 108 ページ: 5425-5430
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compartmentalized Notch signaling sustains epithelialmirror symmetry (2011)
  • 著者名/発表者名: Wibowo, I., Pinto-Teixeir, F, Satou, C., Higashijima, S., Lopez-Schier, H.
  • 雑誌名: Development 巻: 138 ページ: 1143-1152
  • 査読あり
• [雑誌論文] The habenula is crucial for experience-dependent modification of fear responses in zebrafish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Agetsuma, M., Aizawa, H., Aoki, T., Nakayama, R., Takahoko, M., Goto, M., Sassa, T., Amo, R., Shiraki, T., Kawakami, K., Hosoya, T., Higashijima, S., Okamoto, H.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 13 ページ: 1354-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] The habenula is crucial for experience-dependent modification of fear responses in zebrafish (2010)
  • 著者名/発表者名: Agetsuma, M., Aizawa, H., Aoki, T., Nakayama, R., Takahoko, M., Goto, M., Sassa, T., Amo, R., Shiraki, T., Kawakami, K., Hosoya, T., Higashijima, S., Okamoto, H.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 13 ページ: 1354-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of germline stem cells in the ovary of the teleost medaka (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Kobayashi, K., Nishimura, T., Higashijima, S., Tanaka, M.
  • 雑誌名: Science 巻: 328 ページ: 1561-1563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizing voltage dynamics in zebrafish heart (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui, H., Higashijima, S., Miyawaki, A., Okamura, Y
  • 雑誌名: J.Physiology 巻: 588 ページ: 2017-2021
  • NAID: 10030455833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proneural gene-linked neurogenesis in zebrafish cerebellum (2010)
  • 著者名/発表者名: Kani, S., Bae, Y-K, Shimizu T, Tanabe, K., Satou, C., Parsons, M., Scott, E., Baier, H., Higashijima, S., Hibi, M.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 343 ページ: 1-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dermal morphogenesis controls lateral line patterning during postembryonic development of teleost fish (2010)
  • 著者名/発表者名: Wada, H., Ghysen, A., Satou, C., Higashijima, S, Kawakami, K., Hamaguchi, S., Sakaizumi, M.
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 340 ページ: 583-594
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional role of a specialized class of spinal commissural inhibitory neurons during fast escapes in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., Kohashi, T., Horikawa, K., Takeda, H., Oda, Y., and Higashijima, S.
  • 雑誌名: J. Neuroscience 巻: 29 ページ: 6780-6793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional role of a specialized class of spinal commissural inhibitory neurons during fast escapes in zebrafish. (2009)
  • 著者名/発表者名: Satou, C., Kimura, Y., Kohashi, T., Horikawa, K., Takeda, H., Oda, Y., Higashijima, S.
  • 雑誌名: J.Neuroscience 29 ページ: 6780-6793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional role of a specialized class of spinal commissural inhibitory neurons during fast escapes in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: Satou, C.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 29 ページ: 6780-6793
  • 査読あり
• [雑誌論文] From the Olfactory Bulb to Higher Brain Centers : Genetic Visualization of Secondary Olfactory Pathways in Zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka, N.
  • 雑誌名: Joumal of Neuroscience 29 ページ: 4756-4767
  • 査読あり
• [雑誌論文] Illuminating Cell-Cycle Progression in the Developing Zebrafish Embryo (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.(USA) 106 ページ: 20812-20817
  • 査読あり
• [雑誌論文] V2a and V2b neurons are generated by the final divisions of pair-producing progenitors in the zebrafish spinal cord. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Satou, C., Higashijima, S.
  • 雑誌名: Development 135 ページ: 3001-3005
  • 査読あり
• [雑誌論文] V2a and V2b neurons are generated by the final divisions of pair- producing progenitors in the zebrafish spinal cord. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y.
  • 雑誌名: Development 135 ページ: 3001-3005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme domain affects the movement of the voltage sensor in ascidian and zebrafish VSPs. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hossain, Md. I.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 283 ページ: 18248-18259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation in the abdb gene causes abnormal iron and fatty acid metabolism in developing medaka fish. (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyake, A.
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 50 ページ: 703-716
  • 査読あり
• [学会発表] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashijima, S., Kimura, Y., and Satou, C.
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸、兵庫県
• [学会発表] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish (2012)
  • 著者名/発表者名: 東島、木村、佐藤
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Development of V2 and V0 neurons in zebrafish spinal cord (2012)
  • 著者名/発表者名: Higashijima, S.
  • 学会等名: 19th biennial meeting of the International Society for Developmental Neuroscience (ISDN-2012)
  • 発表場所: ムンバイ(インド)
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: 東島、木村、佐藤
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: 東島、木村、佐藤
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Functional analysis of locomotor circuits in the spinal cord and brainstem in zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Higashijima S, Kimura Y, Satou C
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Development and function of V2 neuron in zebrafish spinal cord (2010)
  • 著者名/発表者名: Higashijima, S.
  • 学会等名: 2nd Joint Meeting of the French and Japanese Societies for Developmental Biology
  • 発表場所: パリ(フランス)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Development and function of V2 neuron in zebrafish spinal cord.2nd Joint Meeting of the French and Japanese Societies for Developmental Biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Higashijima, S.
  • 学会等名: 2nd Joint Meeting of the French and Japanese Societies for Developmental Biology
  • 発表場所: Institute Pasteur (Paris)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] ゼブラフィッシュの逃避運動に重要な役割を果たす、特殊なクラスの交差型抑制性介在ニューロン (2010)
  • 著者名/発表者名: 東島眞一
  • 学会等名: 第87回生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: 東島、佐藤、木村
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: S Higashijima, Y Kimura, C Satou
  • 学会等名: IUPS2009
  • 発表場所: Kyoto Japan
• [学会発表] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: S Higashijima, C Satou, Y Kimura
  • 学会等名: The 32th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Nagoya,Japan
• [学会発表] Development and function of spinal locomotor circuits in zebrafish (2009)
  • 著者名/発表者名: S Higashijima
  • 学会等名: 3rd Viktor Hamburger Symposium
  • 発表場所: Chicago,USA