精緻な神経回路を作る、個々のニューロン識別機構（国際共同研究強化）

• 研究課題/領域番号: 15KK0331
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 金子 涼輔 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40390695)
• 研究期間 (年度): 2016 – 2019
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: プロトカドヘリン / 小脳 / 運動学習 / 遺伝子改変マウス / オランダ / 神経科学 / 回路形成 / 学習

研究成果の概要

本研究では、マウス小脳をモデル解析系とし仮説「同じPcdhを発現するニューロン同士で神経回路を作る」の検証を試みた。その結果、Pcdh欠損により(i)小脳神経回路が異常になる、(ii)小脳の運動学習機能が異常になる、ことが判明した。本結果により、小脳の機能的神経回路形成にPcdhが関与することが明らかとなった。また、上記仮説を検証するために用いるPcdh発現レポーターマウスの作製に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、小脳の機能的神経回路形成にPcdhが関与することが明らかとなった。小脳は運動学習を制御することが知られていた。さらに、近年になって自閉症への関与も報告され、高度な精神機能への関与も明らかとなった。従って、本研究を発展させることで、運動学習や高度な精神機能を担う新たな分子メカニズムの解明が予想される。将来的には、運動機能を向上させる新規な手法や自閉症の新たな治療法の開発に結びつく可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] エラスムス医療センター(オランダ) (2016)
• [雑誌論文] Pcdhb deficiency affects hippocampal CA1 ensemble activity and contextual fear discrimination (2020)
  • 著者名/発表者名: Asai H, Ohkawa N, Saitoh Y, Ghandour K, Murayama E, Nishizono H, Matsuo M, Hirayama T, Kaneko R, Muramatsu S, Yagi T, Inokuchi K
  • 雑誌名: Molecular Brai 巻: 13 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1186/s13041-020-0547-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic manipulation of autonomic nerve fiber innervation and activity and its effect on breast cancer progression (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Atsunori、Hayama Yohsuke、Kato Shigeki、Shimomura Akihiko、Shimomura Takushi、Irie Katsumasa、Kaneko Ryosuke、Yanagawa Yuchio、Kobayashi Kazuto、Ochiya Takahiro
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 22 号: 8 ページ: 1289-1305
  • DOI: 10.1038/s41593-019-0430-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the neuronal network of the medullary respiratory center in transgenic rats expressing archaerhodopsin-3 in Phox2b-expressing cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Kaneko R, Yanagawa Y, Ogawa M, Kobayashi K, Arata S, Kawakami K, Onimaru H.
  • 雑誌名: Brain Res Bull. 巻: 144 ページ: 39-45
  • DOI: 10.1016/j.brainresbull.2018.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Freezing sperm in short straws reduces storage space and allows transport in dry ice (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneko R, Kakinuma T, Sato S, Jinno-Oue A.
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 64 号: 6 ページ: 541-545
  • DOI: 10.1262/jrd.2018-100
  • NAID: 130007530500
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted expression of step-function opsins in transgenic rats for optogenetic studies (2018)
  • 著者名/発表者名: Igarashi Hiroyuki、Ikeda Keiko、Onimaru Hiroshi、Kaneko Ryosuke、Koizumi Kyo、Beppu Kaoru、Nishizawa Kayo、Takahashi Yukari、Kato Fusao、Matsui Ko、Kobayashi Kazuto、Yanagawa Yuchio、Muramatsu Shin-Ichi、Ishizuka Toru、Yawo Hiromu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 5435-5435
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23810-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Maternal prolactin during late pregnancy is important in generating nurturing behavior in the offspring (2017)
  • 著者名/発表者名: Sairenji Taku James、Ikezawa Jun、Kaneko Ryosuke、Masuda Shinnosuke、Uchida Kaoru、Takanashi Yurie、Masuda Hiroko、Sairenji Tomoko、Amano Izuki、Takatsuru Yusuke、Sayama Kazutoshi、Haglund Kaisa、Dikic Ivan、Koibuchi Noriyuki、Shimokawa Noriaki
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 114 号: 49 ページ: 13042-13047
  • DOI: 10.1073/pnas.1621196114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibitory neuron-specific Cre-dependent red fluorescent labeling using VGAT BAC-based transgenic mouse lines with identified transgene integration sites (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Ryosuke、Takatsuru Yusuke、Morita Ayako、Amano Izuki、Haijima Asahi、Imayoshi Itaru、Tamamaki Nobuaki、Koibuchi Noriyuki、Watanabe Masahiko、Yanagawa Yuchio
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 526 号: 3 ページ: 373-396
  • DOI: 10.1002/cne.24343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycine release from astrocytes via functional reversal of GlyT1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibasaki K, Hosoi N, Kaneko R, Ishizaki Y, Yamada K
  • 雑誌名: J. Neurochem. 巻: 140 号: 3 ページ: 395-403
  • DOI: 10.1111/jnc.13741
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct and Cooperative Functions for the Protocadherin-alfa, -beta and -ganma Clusters in Neuronal Survival and Axon Targeting. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa S, Kumagai M, Hagiwara M, Nishimaru H, Hirano K, Kaneko R, Okayama A, Hirayama T, Sanbo M, Hirabayashi M, Watanabe M, Hirabayashi T, Yagi T
  • 雑誌名: Front Mol Neurosci, 巻: 9 ページ: 155-155
  • DOI: 10.3389/fnmol.2016.00155
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of high reciprocal connectivity between clonal cortical neurons is regulated by the Dnmt3b DNA methyltransferase and clustered protocadherins. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tarusawa E, Sanbo M, Okayama A, Miyashita T, Kitsukawa T, Hirayama T, Hirabayashi T, Hasegawa S, Kaneko R, Toyoda S, Kobayashi T, Kato-Itoh M, Nakauchi H, Hirabayashi M, Yagi T, Yoshimura Y.
  • 雑誌名: BMC Biol. 巻: 14 ページ: 103-103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Unique pH dynamics in GABAergic synaptic vesicles illuminates the mechanism and kinetics of GABA loading. (2016)
  • 著者名/発表者名: Egashira Y, Takase M, Watanabe S, Ishida J, Fukamizu A, Kaneko R, Yanagawa Y, Takamori S.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 113 号: 38 ページ: 10702-10707
  • DOI: 10.1073/pnas.1604527113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Novel Reporter Rat Strain That Conditionally Expresses the Bright Red Fluorescent Protein tdTomato. (2016)
  • 著者名/発表者名: Igarashi H, Koizumi K, Kaneko R, Ikeda K, Egawa R, Yanagawa Y, Muramatsu S, Onimaru H, Ishizuka T, Yawo H.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 11 号: 5 ページ: e0155687-e0155687
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0155687
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transgenic rat model of childhood-onset dermatitis by overexpressing telomerase reverse transcriptase (TERT) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaneko R, Sato A, Hamada S, Yagi T, Ohsawa I, Ohtsuki M, Kobayashi E, Hirabayashi M, and Murakami T
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 17 Feb 号: 4 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1007/s11248-016-9939-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of human subcutaneous adipocyte differentiation by EID1. (2016)
  • 著者名/発表者名: Vargas D, Shimokawa N, Kaneko R, Rosales W, Parra A, Castellanos Á, Koibuchi N, Lizcano F.
  • 雑誌名: J Mol Endocrinol. 巻: 56 号: 2 ページ: 113-122
  • DOI: 10.1530/jme-15-0148
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] クラスター型プロトカドヘリンによる小脳プルキンエ細胞の配置制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ニューロンIDの可視化：クラスター型プロトカドヘリンの発現解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、井上(上野) 由紀子、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: NEURO2019（第42回日本神経科学大会、第62回日本神経化学会大会）
• [学会発表] Visualizing single-neuron identity specified by Pcdh-b cluster (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Kaneko, Manabu Abe, Yusuke Takatsuru, Yukiko U. Inoue, Masahiko Watanabe, Kenji Sakimura, Yuchio Yanagawa, Takeshi Yagi
  • 学会等名: 第41回日本神経科会大会
• [学会発表] How to modulate individuality: Involvement of expressional dynamism of Pcdh (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Kaneko
  • 学会等名: 「個性」創発脳 第１回国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] ニューロンIDの可視化 ～クラスター型プロトカドヘリンの発現解析～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] ニューロンIDの可視化 ～クラスター型プロトカドヘリンの発現解析～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第40回日本神経科会大会
• [学会発表] ニューロンIDの可視化：クラスター型プロトカドヘリンの発現解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第39回日本神経科会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-07-20
• [備考] 群馬大学大学院医学系研究科附属生物資源センター
  • URL: http://doujitsu.dept.med.gunma-u.ac.jp/cms/?page_id=16