ペリニューロナル・ネットによる視覚野可塑性の制御

• 研究領域: 統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
• 研究課題/領域番号: 23110004
• 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: 生理学研究所 (2015-2016); 名古屋大学 (2011-2014)
• 研究代表者: 小松 由紀夫 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特別協力研究員 (90135343)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 97,760千円 (直接経費: 75,200千円、間接経費: 22,560千円); 2015年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2014年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2013年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2012年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2011年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円)
• キーワード: 可塑性 / シナプス伝達 / 経験依存的発達 / 長期増強 / 視覚野 / 糖鎖 / 神経科学 / 脳・神経 / コンドロイチン硫酸 / ケラタン硫酸

研究成果の概要

ペリニューロナル・ネットを構成するコンドロイチン硫酸（ＣＳ）とケラタン硫酸（ＫＳ）プロテオグリカンによる発達期視覚野可塑性の制御を解析した。ＣＳの6位の硫酸化を担う酵素を過剰発現させたマウスを用いた解析により、ＣＳの硫酸化の6位優位から4位優位への変化が感受性期の終了の制御に関与することが分かった。この調節はパルブアルブミンン陽性の抑制性細胞の成熟とＴ型Ｃａチャネル依存性長期増強の制御を介していた。また、低硫酸化のＫＳがその長期増強と片眼遮蔽による非遮蔽眼反応の増強を制御することが分かった。以上の結果は、特定の硫酸化パターンを持つ糖鎖により視覚野の可塑性が制御されることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Visual experience regulates the development of long-term synaptic modifications induced by low-frequency stimulation in mouse visual cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taketoshi Sugimura, Mariko Yamamoto, Kazumasa Yamada, Yukio Komatsu, and Yumiko Yoshimura
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 印刷中 ページ: 36-44
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.02.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TNFα is required for the production of T-type Ca2+ channel-dependent long-term potentiation in visual cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugimura, T, Yoshimura, Y. and Komatsu, Y
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 96 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1016/j.neures.2015.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Requirement of keratan sulfate proteoglycan phosphacan with a specific sulfation pattern for critical period plasticity in the visual cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeda-Uchimura Y, Uchimura K, Sugimura T, Yanagawa Y, Kawasaki T, Komatsu Y, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 巻: 274 ページ: 145-155
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2015.08.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Substance P activates Ca2+-permeable nonselective cation channels through a phosphatidylcholine-specific phospholipase C signaling pathway in nNOS-expressing GABAergic neurons in visual cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Endo, Yuchio Yanagawa and Yukio Komatsu
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: in press ページ: 669-682
  • DOI: 10.1093/cercor/bhu233
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experience-dependent emergence of fine-scale networks in visual cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayako Wendy Ishikawa, Yukio Komatsu, Yumiko Yoshimura
  • 雑誌名: Journal of Neuroscince 巻: 34 号: 37 ページ: 12576-12586
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1346-14.2014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ni2+-sensitive T-type Ca2+ channel currents are regulated in parallel with synaptic and visual response plasticity in visual cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoko Horibe, Etsuko Tarusawa, Yukio Komatsu & Yumiko Yoshimura
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 87 ページ: 33-39
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Silent synapses persist into adulthood in layer 2/3 pyramidal neurons of visual cortex in dark-reared mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Funahashi
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 23 号: 8 ページ: 2064-2076
  • DOI: 10.1152/jn.00912.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistent cortical plasticity by upregulation of chondroitin 6-sulfation (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyata S, Komatsu Y, Yoshimura Y, Taya C, Kitagawa H
  • 雑誌名: Nat Neurosci 巻: 15(3) ページ: 414-412
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of visual cortical plasticity by keratan sulfate proteoglycan (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukio Komatsu
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Glico-Neuroscience
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center (Awaji city, Hyogo Prefecture)
  • 年月日: 2016-01-14
  • 招待講演
• [学会発表] 大脳皮質視覚野における発達期可塑性の糖鎖による制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小松由紀夫
  • 学会等名: 新学術領域「プラズマ医療科学の創生」＋「統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明」合同シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of visual cortical plasticity by keratan sulfate proteoglycans. (2014)
  • 著者名/発表者名: Komatsu Y, Uchimura Y, Uchimura K & Kadomatsu K
  • 学会等名: Joint Meeting of the Society for Glycobiology and the Japanese Society of Carbohydrate Research, Satellite Symposium II “Glycans in Neuroscience”
  • 発表場所: Honolulu, U.S.A.
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] L-cysteine facilitates the induction of T-type Ca^<2+> channel-dependent long-term potentiation in visual cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Komatsu Y, Maruyama T, Yoshimura Y
  • 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] Regulation of visual cortical plasticity by chondroitin and keratan sulfate proteoglycans.
  • 著者名/発表者名: Komatsu Y.
  • 学会等名: International Symposium on Glyco-neuroscience
  • 発表場所: Awaji
  • 招待講演
• [学会発表] 新皮質錐体細胞の抑制性シナプスにおける長期可塑性の方向のシナプス後細胞による決定
  • 著者名/発表者名: 小松由紀夫
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演