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体性感覚野の機能発達に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12210020
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関国立精神・神経センター

研究代表者

中村 俊  国立精神・神経センター, 部長 (00134619)

研究分担者 笹岡 俊邦  国立精神・神経センター, 神経研究所・疾病研究第七部, 室長 (50222005)
市川 真澄  東京都医学研究機構, 神経科学総合研究所, 主任研究員 (20124414)
服部 成介  国立精神・神経センター, 神経研究所, 室長 (50143508)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
29,100千円 (直接経費: 29,100千円)
2002年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
2001年度: 17,100千円 (直接経費: 17,100千円)
キーワード体性感覚野 / カドヘリン / パターン形成 / 視床皮質投射 / AMPA受容体 / 脳由来神経栄養因子 / 神経活動 / NMDA受容体 / 大脳皮質 / 機能領野 / 領域特異遺伝子 / DNAチップ / パターニング / BDNF / バレル / 臨界期 / 視床 / サイレントシナプス / 視床-皮質投射 / LTP
研究概要

体性感覚野の機能発達に関して、3つの側面から研究を行った。すなわち、体性感覚野が機能領野として確立される過程を1)脳発生の初期の主として遺伝的プログラムによって遂行される時期と、個体の経験によって神経回路発達が調節される時期に分け、さらに、後者については、2)受容野のパターン形成に関する末梢入力による調節および、3)視床からの興奮性入力と皮質4層のニューロンが形成するシナプスの機能発達機構にわけ、それぞれ研究を行った。まず、1)については、体性感覚野に領域特異的に発現する遺伝子としてcadherin6が知られているが、その機能は不明であった。我々は、全胚培養系とelectroporationによる遺伝子導入法によりcadherin6が将来の体性感覚野となる初期終脳の領域の安定化に必須であることを明らかにした。この研究は、終脳の体性感覚マに特異的に発現する遺伝子をDNAチップにより網羅的に解析する研究、さらにcadherin6の領域特異的発現に必須なエンハンサーを、BACシステムを用いて単離する研究に発展している。2)体性感覚野には頬髭の受容野が皮質表面に対して垂直に配列したカラム構造が存在する。このカラムの配列パターンは末梢の相同な写像になっているが、その形成機構はまだ十分に明らかとなっていない。我々は、in uteroで頬髭の発生に必須なShhを、アデノウイルスベクターを胎児表皮に感染させることにより、頬髭のパターンを改変することに成功した。ついで、末梢のパターン変化が中枢側にどのように反映されるかを解析し、末梢のパターンが中枢のパターンを神経伝達路に沿って順次決定していることを明らかにした。3)体性感覚野の4層のニューロンは視床からの入力に依存し、出生直後の1週間ほどの臨界期にシナプスを発達させる。このシナプスは出生直後にはグルタミン酸受容体のうち、NMDA受容体のみを発現したサイレントシナプスとして存在しているが、神経活動依存性にAMPA受容体を含むシナプスに変換される。しかし、そのメカニズムについては不明であった。我々は、脳由来神経栄養因子BDNFに注目し、そのノックアウトマウスの急性脳切片の電気生理学的解析から、BDNFおよび神経活動が相乗的に作用することにより、この変換を促すことを明らかにした。BDNFはシナプスポスト側に存在するその受容体に作用し、カルシウムの上昇を引き起こすことが必須である。この研究は、現在、BDNFによるANPA受容体の細胞内輸送機構の解析に発展してい

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2003 2002 2001 2000 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (13件)

  • [雑誌論文] Brain-derived neurotrophic factor-dependent unmasking of "silent" synapse in the developing mouse barrel cortex. 100, 13069-13074, 20032003

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Proc. Natl, Acad. Sci. USA 100

      ページ: 13069-13074

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Brain-derived neurotrophic factor-dependent unmasking of "silent" synapse in the developing mouse barrel cortex2003

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100

      ページ: 13069-13074

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Altered whisker patterns induced by ectopic expression of Shh are topographically represented by barrels, 137, 159-170, 20022002

    • 著者名/発表者名
      Ohsaki Kanae
    • 雑誌名

      Dev. Brain. Res. 137

      ページ: 159-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Altered whisker patterns induced by ectopic expression of Shh are topographically represented by barrels2002

    • 著者名/発表者名
      Ohsaki, Kanae
    • 雑誌名

      Dev.Brain.Res. 137

      ページ: 159-170

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of cadherins in maintaining the compartment boundary between the cortex and striatum during development, 128, 561-569, 20012001

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayoshi
    • 雑誌名

      Development 128

      ページ: 561-569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improved data processing for optical imaging of developing neuronal connectivity in the neonatal mouse barrel cortex, 7, 103-114, 20012001

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Brain Res. Protocols 7

      ページ: 103-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current topics in comparative developmental biology of vertebrate brains2001

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayoshi
    • 雑誌名

      Neurosci. Res 38

      ページ: 371-376

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Requirement of Ras for the activation of mitogen-activated protein kinase by calcium influx, cAMP, and neurotrophin in hippocampal neurons, 21, 6459-6466, 20012001

    • 著者名/発表者名
      Iida Naoyuki
    • 雑誌名

      J. Neurosci. 21

      ページ: 6459-6466

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of cadherins in maintaining the compartment boundary between the cortex and striatum during development2001

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayoshi
    • 雑誌名

      Development 128

      ページ: 561-569

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Improved data processing for optical imaging of developing neuronal connectivity in the neonatal mouse barrel cortex2001

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Brain Res. Protocols 7

      ページ: 103-114

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Current topics in comparative developmental biology of vertebrate brains2001

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Takayoshi
    • 雑誌名

      Neurosci.Res. 39

      ページ: 371-376

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Requirement of Ras for the activation of mitogen-activated protein kinase by calcium influx, cAMP, and neurotrophin in hippocampal neurons2001

    • 著者名/発表者名
      Iida, Naoyuki
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 21

      ページ: 6459-6466

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Brain-derived neurotrophic factor requirement for activity-dependent maturation of glutamatergic synapse in developing mouse somatosensory cortex2000

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Brain Research 857

      ページ: 141-151

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fate mapping of the mouse prosencephalic neural plate2000

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayoshi
    • 雑誌名

      Developmental Biology 219

      ページ: 373-383

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Demarcation of early mammalian cortical development by differential expression of fringe genes.2000

    • 著者名/発表者名
      Ishii Yasuo
    • 雑誌名

      Developmental Brain Research 119

      ページ: 307-320

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Brain-derived neurotrophic factor requirement for activity-dependent maturation of glutamatergic synapse in developing mouse somatosensory cortex.2000

    • 著者名/発表者名
      Itami Chiaki
    • 雑誌名

      Brain Research 857

      ページ: 141-150

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fate mapping of the mouse prosencephalic neural plate.2000

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takayoshi
    • 雑誌名

      Developmental Biology 219

      ページ: 373-383

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seo Y: "Water permeability of capillaries in the subfornical organ of rats determined by Gd-DTPA(2-) enhanced (1)H magnetic resonance imaging"J. Physiol.. 545(Pt 1). 217-228 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koshiba M: "Inversion of the anatomical lateralization of chick thalmofugal visual pathway by light experience"Neurosci. Lett.. 318. 113-116 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshino M, Nakamura S: "The Ras-like small GTP-binding protein Rin is activated by growth factor stimulation"Biochem. Biophys. Res. Comm.. 295. 651-656 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohsaki K: "Altered whisker patterns induced by ectopic expression of Shh are topographically represented by barrels"Dev. Brain. Res.. 137. 159-170 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Dressman D: "Delivery of alpha-and beta-sarcoglycan by adeno-associated virus : efficientrescue of muscle, but differential toxicity"Human Gene Therapy. 13. 1631-1646 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Itami C., Samejima K, Nakamura S.: "Improved data processing for optical imaging of developing neuronal connectivity in the neonatal mouse barrel cortex"Brain Res.Protocols. 7. 103-114 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura Shun: "Regulation of synaptic plasticity by brain-derived neurotrophic factor"Recent Res.Neurochem.. 4. 117-135 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Iida N., Namikawa K, Kiyama H, Ueno H, Nakamura S, Hattori S.: "Requirement of Ras for the activation of mitogen-activated protein kinase by calcium influx, cAMP, and neurotrophin in hippocampal neurons"J.Neurosci.. 21. 6459-6468 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue T, Nakamura S, Osumi N.: "Current topics in comparative developmental biology of vertebrate brains"Neurosci.Res.. 39. 371-376 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue T, Tanaka T, Takeichi M, Chisaka O, Nakamura S, Osumi N.: "Role of cadherins in maintaining the compartment boundary between the cortex and striatum during development"Development. 128. 561-569 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Itami C,Mizuno K,Kohno,T,Nakamura S: "Brain-derived neurotrophic factor requirement for activity-dependent maturation of glutamatergic synapse in developing mouse"Brain Resoarch. 857. 141-150 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue T,Nakamura S,Osumi N: "Fate mapping of the mouse presence phalic reural plate"Developmental Biology. 219. 373-383 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Ishi Y,Nakamura S,Osumi N: "Demarcation of early mammalian cortical development by differential expression of fringe genes"Developmental Brain Research. 119. 307-320 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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