神経活動依存的な軸索分岐を担う細胞骨格制御機構

• 研究課題/領域番号: 15H04260
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山本 亘彦 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)
• 研究分担者: 菅生 紀之 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20372625)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 大脳皮質 / 軸索分岐 / RhoGEF / RhoA / 神経活動依存性 / 細胞骨格 / 水平軸索 / 大脳 / 神経活動

研究成果の概要

軸索分岐は神経回路形成の最終段階として重要な現象である。本研究では大脳皮質ニューロンの軸索分岐に対するRho guanine nucleotide exchange factor (RhoGEF) の作用を研究することによって、軸索分岐の分子・細胞基盤を明らかにすることを目指した。その結果、Rho-GEFの大脳皮質における発現様式に種を越えて共通な側面があること、さらに複数のRhoGEFが内在的に発現し、RhoAを介して皮質ニューロンの軸索分岐の形成に異なる様式で貢献していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of Thalamocortical Axon Branching and Synapse Formation in Organotypic Cocultures (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto N, Yamamoto N
  • 雑誌名: J Vis Exp 巻: 133 号: 133
  • DOI: 10.3791/56553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleocytoplasmic Shuttling of Histone Deacetylase 9 Controls Activity-Dependent Thalamocortical Axon Branching (2017)
  • 著者名/発表者名: Ricardo Alchini, Haruka Sato, Naoyuki Matsumoto, Tomomi Shimogori, Noriyuki Sugo, Nobuhiko Yamamoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 6024-6024
  • DOI: 10.1038/s41598-017-06243-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunocytochemistry and fluorescence imaging efficiently identify individual neurons with CRISPR/Cas9-mediated gene disruption in primary cortical cultures (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Tsunematsu, Akiko Uyeda, Nobuhiko Yamamoto, Noriyuki Sugo
  • 雑誌名: BMC Neuroscience 巻: 18 号: 1 ページ: 55-55
  • DOI: 10.1186/s12868-017-0377-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome Stability by DNA polymerase β in Neural Progenitors Contributes Neuronal Differentiation in Cortical Development (2017)
  • 著者名/発表者名: Kohei Onishi, Akiko Uyeda, Mistuhiro Shida, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto, Noriyuki Sugo
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 35 ページ: 8444-8485
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0665-17.2017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activity-dependent dynamics of the transcription factor CREB in cortical neurons revealed by single-molecule imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa H, Sugo N, Morimatsu M, Arai Y, Yanagida T, Yamamoto N
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 37 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0943-16.2017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization of HDAC9 spatiotemporal subcellular localization in primary neuron cultures (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugo N, Yamamoto N
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1436 ページ: 119-127
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3667-0_9
  • ISBN: 9781493936656, 9781493936670
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Synapse-dependent and independent mechanisms of thalamocortical axon branching are regulated by neuronal activity (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N., Hoshiko, M., Sugo, N., Fukazawa, Y. & Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Developmental Neurobiology 巻: 76 号: 3 ページ: 323-336
  • DOI: 10.1002/dneu.22317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule imaging reveals dynamics of CREB transcription factor bound to its target sequence (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugo, N., Morimatsu, M., Arai, Y., Kousoku, Y., Ohkuni, A., Nomura, T., Yanagida, T. & Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 5 号: 1 ページ: 10662-10662
  • DOI: 10.1038/srep10662
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Activity-Dependent Mechanisms for Thalamocortical Circuit Formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N
  • 学会等名: The 48th NIPS International Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 神経活動依存的な視床皮質軸索の分岐制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本亘彦
  • 学会等名: 第39回神経組織培養研究会
  • 招待講演
• [学会発表] The role of neuronal activity and co-factors in CREB dynamics in cortical neurons: A single-molecule imaging study (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa H, Sugo N, Yamamoto N
  • 学会等名: Cortical Development Conference
  • 国際学会
• [学会発表] A negative regulator for activity-dependent thalamocortical axon branching (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayano Y, Araki T, Sasaki K, Miyasaka Y, Nakasone T, Hata Y, Yamamoto, N
  • 学会等名: Cortical Development Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Real-time luciferase assay reveals the effects of patterned neuronal activity on BDNF expression in the developing cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka Y, Miyagawa H, Yamamoto N
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] Temporal sequence of contralateral corticofugal projections and gene expression in the midbrain after hemispherectomy (2017)
  • 著者名/発表者名: Chang L, Yamamoto N
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] The role of DNA polymerase β in postnatal cortical neuron development (2017)
  • 著者名/発表者名: Uyeda A, Sugo N, Onishi K, Lyu J, Hirayama T, Yagi T, Yamamoto N
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] A study of the role of DNA polymerase β in human brain development using induced pluripotent stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsunematsu H, Sugo N, Kurosawa A, Adachi N, Yamamoto N
  • 学会等名: The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] KIT LIGAND ACTS AS A NEGATIVE REGULATOR FOR ACTIVITY-DEPENDENT THALAMOCORTICAL AXON BRANCHING (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasufumi Hayano, Takeshi Araki, Kensuke Sasaki, Yumi Miyasaka, Takuma Nakasone, Yoshio Hata, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Axon Guidance, synapse formation & regeneration
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] ARHGEF18 REGULATES AXON BRANCHING OF CORTICAL UPPER LAYER NEURONS (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Sasaki, Kei Arimoto, Kento Kankawa, Chikayo Terada, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: Axon Guidance, synapse formation & regeneration
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, NY, USA
  • 年月日: 2016-09-20
  • 国際学会
• [学会発表] Positive and negative regulation of activity-dependent thalamocortical axon branching (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] DNA polymerase β function in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival and differentiation in the developing cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Kohei Ohnishi, Noriyuki Sugo, Shunsuke Toyoda, Teruyoshi Hirayama, Takeshi Yagi, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Rho guanine nucleotide exchange factor ARHGEF18 promotes axon branching of upper layer cortical neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Sasaki，Kei Arimoto, Kento Kankawa, Chikayo Terada, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Kit ligand as a negative regulator in activity-dependent thalamocortical axon branching (2016)
  • 著者名/発表者名: Yumi Miyasaka, Yasufumi Hayano, Takeshi Araki, Nobuhiko Yamamoto
  • 学会等名: The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] Polβ deficiency increases DNA double-strand breaks in postnatal cortical neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Uyeda, A., Onishi, K., Sugo, N., Toyoda S., Hiyayama, T., Yagi, T. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] DNA polymerase β activity in neural progenitors is required for postmitotic neuronal survival in the developing cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Onishi, k., Sugo, N., Toyoda, S., Hirayama, T., Yagi, T. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Activity-dependent dynamics of CREB in cortical neurons: A single-molecule imaging study (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, H., Sugo., N. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Involvement of mitochondria in thalamocortical axon branching (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, N., Hoshiko, M. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Rho guanine nucleotide exchange factor Abr promotes axon branching in cortical layer 2/3 neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: 41.Sasaki, K., Arimoto, K., Kankawa, K., Terada, C. & Yamamoto, N.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-28
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科 細胞分子神経生物学研究室 （山本亘彦研究室）
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/neurobiol/