大脳皮質視覚野の経験依存的可塑性を誘発する神経活動の解明

• 研究領域: メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
• 研究課題/領域番号: 22115010
• 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: 鳥取大学
• 研究代表者: 畠 義郎 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40212146)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 77,870千円 (直接経費: 59,900千円、間接経費: 17,970千円); 2014年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2013年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2012年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2011年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2010年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
• キーワード: 視覚系 / 可塑性 / 神経回路 / 臨界期 / 視覚野 / 内因性カンナビノイド

研究成果の概要

本課題は、視覚遮断による大脳皮質視覚野の眼優位可塑性と視床－皮質投射の再編成に着目し、それらが起こる生後時期と関連分子を検討した。その結果、眼優位可塑性が観察される生後発達の臨界期の中でも、その後期にのみ入力軸索の再編が起きることを見出した。また、内因性カンナビノイド2-AGの合成酵素であるdiacylglycerol lipase-αを阻害したりノックアウトすると眼優位可塑性が阻害されることから、内因性カンナビノイド系が眼優位可塑性に関与することを明らかにした。さらに様々な動物種で神経回路再編のメカニズム探索のため、生後動物の特定の脳部位の少数ニューロンへの遺伝子導入技術を開発した。

研究成果

• [雑誌論文] In vivo electroporation to physiologically identified deep brain regions in postnatal mammals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohmura N., Kawasaki K., Satoh T. and Hata Y.
  • 雑誌名: Brain Structure and Function 巻: 220 号: 3 ページ: 1307-1316
  • DOI: 10.1007/s00429-014-0724-x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Netrin-4 regulates thalamocortical axon branching in an activity-dependent fashion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayano Y., Sasaki K., Ohmura N., Takemoto M., Maeda Y., Yamashita T., Hata Y., Kitada K. and Yamamoto N.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 111 号: 42 ページ: 15226-15231
  • DOI: 10.1073/pnas.1402095111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Latent TGFβ binding protein-2 is essential for the development of ciliary zonule microfibrils. (2014)
  • 著者名/発表者名: Inoue T., Ohbayashi T., Fujikawa Y., Yoshida H., Akama T.O., Noda K., Horiguchi M., Kameyama K., Hata Y., Takahashi K., Kusumoto K. and Nakamura T.
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 23 号: 21 ページ: 5672-5682
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu283
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Developmental and visua凵nput-dependent regulation of the CB1 cannabinoid receptor in the mouse visual cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Yoneda, Katsuro Kameyama, Kazusa Esumi, Yohei Daimyo, Masahiko Watanabe, and Yoshi OHata.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 1 ページ: e53082-e53082
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053082
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Critical Period of Experience-Driven Axon Retraction in the Pharmacologically Inhibited Visual Cortex. Cereb Cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Yu Morishima, Masahito Toigawa, Nami Ohmura, Taisuke Yoneda, Yuichiro Tagane, Yoshio Hata
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: (掲載確定) 号: 10 ページ: 2423-2428
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs235
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessment of vitreous drug concentration in the porcine eye following intracameral injection or irrigation with moxifloxacin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuura K., Inoue Y., Sasaki S., Hata Y., Ohmura N. and Gotou T.
  • 雑誌名: Clinical Ophthalmology 巻: 7 ページ: 1397-1402
  • DOI: 10.2147/opth.s47629
  • 査読あり
• [雑誌論文] カンナビノイド受容体の視覚による制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米田泰輔, 畠 義郎
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 64 ページ: 400-401
• [雑誌論文] 弱視と視覚系神経回路の経験依存的再編成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 畠 義郎
  • 雑誌名: 神経眼科 巻: 29 ページ: 379-388
• [雑誌論文] Phase advance of the light-dark cycle perturbs diurnal rhythns of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 levels, which reduces synaptophysin-positive presymaptic terminals in the cortex of juvenile rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Hamatake, et al
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 ページ: 21478-21487
  • 査読あり
• [学会発表] マウス外側膝状体ニューロンの視覚野における軸索投射パターン (2015)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美、川﨑一葉、畠 義郎
  • 学会等名: 第92回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] 片眼摘出による網膜地図再構成のメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀山克朗, 土江佑佳, 宮田 悠, 畠 義郎
  • 学会等名: 第92回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] 弱視と視覚系神経回路の再編成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畠 義郎
  • 学会等名: 第55回日本視能矯正学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2014-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] マウス一次視覚野におけるDiacylglycerol lipase-aの発達期可塑性への寄与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀山克朗、米田泰輔、後藤隆浩、寺田慧子、中西真実、崎村建司、狩野方伸、畠 義郎
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 生理学的に同定した脳深部領域へのin vivo電気穿孔法による遺伝子導入 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美、川﨑一葉、佐藤武正、畠 義郎
  • 学会等名: 第18回視覚科学フォーラム
  • 発表場所: 前橋工科大学、群馬県前橋市
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-19
• [学会発表] Gene transfer using electroporation in the deep brain regions of postnatal mammals. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohmura N., Satoh T., Kawasaki K. and Hata Y.
  • 学会等名: 43th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, California, U.S.A.
  • 年月日: 2013-11-09 – 2013-11-13
• [学会発表] 生後動物における生理学的に同定した脳部位への遺伝子導入法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川﨑一葉、大村菜美、佐藤武正、畠 義郎
  • 学会等名: 第65回日本生理学会中国四国地方会
  • 発表場所: 川崎医科大学、岡山県倉敷市
  • 年月日: 2013-11-02 – 2013-11-03
• [学会発表] Experience-dependent regulation of geniculocortical axons and synapses in the pharmacologically inhibited visual cortex of mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohmura, N.
  • 学会等名: 42th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center (New Orleans, U.S.A.)
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] Activity-dependent expression of Netrin-4 regulates thalamocortical axon branching (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayano, Y.
  • 学会等名: 42th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center (New Orleans, U.S.A.)
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] 臨界期後期に見られる視覚系視床-皮質投射軸索の再編成（シンポジウム「発達脳における神経活動依存的なリモデリング」） (2012)
  • 著者名/発表者名: 畠 義郎
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 薬理学的に抑制した大脳皮質視覚野における経験依存的な視床-皮質シナプスの変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] マウス一次視覚野におけるDiacylglycerol lipase-α発現の発達に伴う変化と眼優位可塑性への寄与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 米田泰輔
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 (名古屋)
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] ネコ視覚野における臨界期後期での片眼遮蔽による視床-皮質軸索退縮 (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋川正仁
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 長野県松本文化会館(松本)
  • 年月日: 2012-03-31
• [学会発表] 弱視と視覚系神経回路の再編成（シンポジウム「弱視の病理を探る」） (2012)
  • 著者名/発表者名: 畠 義郎
  • 学会等名: 第116回日本眼科学会総会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム（東京）
  • 招待講演
• [学会発表] Developmental regulation of CB1 and DGL-α in the primary visual cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: 米田泰輔
  • 学会等名: 41th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Walter E.Washington Convention Center (Washington, DC, U.S.A.)
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] BDNF量はPKAあるいは神経活動の阻害によりp-CREBではなくMeCP2の変化を伴って変化する (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本未希
  • 学会等名: 第54回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 山代温泉瑠璃光(石川県加賀市)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] 薬理学的に抑制したマウス大脳皮質視覚野における膝状体-皮質軸索の経験依存的可塑性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美
  • 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(横浜)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 初期視覚操作による網膜地図の神経回路再構成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀山克朗
  • 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(横浜)
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] The functional and anatomical changes of retinotopy induced by early postnatal monocular enucleation in thevisual system (2011)
  • 著者名/発表者名: 亀山克朗
  • 学会等名: 8th IBRO World Congress of Neuroscience
  • 発表場所: The Fortezza da Basso (Florence, Italy)
  • 年月日: 2011-07-15
• [学会発表] 薬理学的に抑制したマウス大脳皮質視覚野における膝状体-皮質軸索の経験依存的可塑性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 「視覚系神経回路の経験依存的な再編成」(シンポジウム「基礎から両眼視機能を理解する」) (2010)
  • 著者名/発表者名: 畠義郎
  • 学会等名: 第51回日本視能矯正学会
  • 発表場所: 神戸国際展示場(神戸)(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] NMDA受容体GluN2Bサブユニット発現抑制によるマウス大脳皮質形成異常 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤武正
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] マウス一次視覚野におけるカンナビノイドシステムの生後発達変化への暗所飼育の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 米田泰輔
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] 薬理学的に抑制したマウス大脳皮質視覚野における膝状体-皮質軸索の経験依存的可塑性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大村菜美
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] ネコ視覚野における片眼遮蔽による視床-皮質軸索退縮の臨界期 (2010)
  • 著者名/発表者名: 樋川正仁
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(神戸)
  • 年月日: 2010-09-02