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マウス嗅覚系におけるシナプス形成特異性の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16H06144
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 神経解剖学・神経病理学
研究機関東京大学

研究代表者

竹内 春樹  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任准教授 (70548859)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2018年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2017年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2016年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
キーワード神経回路形成 / 神経科学 / 嗅覚 / 発生 / 分子生物学 / 神経活動 / カルシウムイメージング / 神経発生 / 自発活動 / 電気生理学 / 嗅覚受容体 / 神経回路 / シナプス / 回路形成 / シナプス特異性 / 発生学 / 脳・神経
研究成果の概要

高等動物が外界の情報に対して適切な行動を選択するためには、発生の過程で脳に存在する神経回路が個体差なく正確に形成される必要がある。神経回路は、遺伝子に規定されたプログラムに加えて、臨界期に生じる神経活動による精緻化を経て完成される。この回路構築の具体的な分子メカニズムの理解は、動物の先天的な行動と学習によって変化する可塑的な行動原理を理解する上で重要な示唆を与える。
一般に回路の精緻化は、神経細胞間の同期的な発火活動によると多くの教科書に記載されている。しかし我々はカルシウムイメージング及び光遺伝学による神経活動の観察、操作を通じて、新しい神経活動依存的な回路形成メカニズムを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトを含む高等動物の脳は、複雑かつ精緻な神経回路を用いて感覚入力情報に対して適切な出力行動を行う。この情報処理を担う神経回路の破綻は、精神・神経疾患の原因であることから、神経回路形成のメカニズムを解明することは基礎科学のみならず臨床の分野において重要な示唆を与えうる。
一般に高等動物の神経回路は、遺伝的プログラムに加えて臨界期に生じる神経活動に依存した回路の精緻化を経て完成される。この活動に依存した回路の可塑的な変化は、神経細胞間の同期的な発火活動による(ヘブ則)と多くの教科書に記載されている。しかし今回我々は、既存のヘブ則に当てはまらない新規の活動依存的な回路構築のメカニズムを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 16件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Sharp wave-associated activity patterns of olfactory cortical neurons in the mouse piriform cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Katori K, Manabe H, Nahashima A, Eerdunfu, Ikegaya Y, and Takeuchi H
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 48 号: 10 ページ: 3246-3254

    • DOI

      10.1111/ejn.14099

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible requirement of executive functions for high performance in soccer2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto S, Takeuchi H, Ihara N, Ligao B, Suzukawa K
    • 雑誌名

      PLOS one

      巻: 13 号: 8 ページ: e0201871-e0201871

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0201871

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quadruple Immunostaining of the Olfactory Bulb for Visualization of Olfactory Sensory Axon Molecular Identity Codes2017

    • 著者名/発表者名
      Ihara Naoki、Ikegaya Yuji、Takeuchi Haruki
    • 雑誌名

      Journal of visualized experiments

      巻: 00 号: 124 ページ: 99-100

    • DOI

      10.3791/55893

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nrp2 is sufficient to instruct circuit formation of mitral-cells to mediate odour-induced attractive social responses2017

    • 著者名/発表者名
      K. Inokuchi, F. Imamura, H. Takeuchi, R. Kim, H. Okuno, H. Nishizumi, H. Bito, T. Kikusui, H. Sakano
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 15977-15977

    • DOI

      10.1038/ncomms15977

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential timing of neurogenesis underlies dorsal-ventral topographic projection of olfactory sensory neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Eerdunfu、Ihara Naoki、Ligao Bao、Ikegaya Yuji、Takeuchi Haruki
    • 雑誌名

      Neural Development

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13064-017-0079-0

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Differential expression of axon-sorting molecules in mouse olfactory sensory neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Ihara Naoki、Nakashima Ai、Hoshina Naosuke、Ikegaya Yuji、Takeuchi Haruki
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 44 号: 3 ページ: 1998-2003

    • DOI

      10.1111/ejn.13282

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 梨状皮質における睡眠時鋭波中の規則的な神経活動2019

    • 著者名/発表者名
      香取和生、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] テルビウムドープガラスの蛍光を手がかりにした標的パッチクランプ法2019

    • 著者名/発表者名
      岡本和樹、藤井直樹、蛯名鉄平、小西邦昭、佐藤由宇、中野利沙子、日置寛之、山口瞬、竹内春樹、湯本潤司、松崎政紀、池谷裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞における可逆的タンパク質高速分解システムの構築2019

    • 著者名/発表者名
      中野利沙子、森川勝太、伊原尚樹、安藤めぐみ、鐘巻将人、小山隆太、竹内春樹、池谷裕二
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Structured spike series specify gene expression patterns for olfactory circuit formation2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第22回日韓薬理合同セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 嗅覚梨状皮質における大規模単一細胞解析2019

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹
    • 学会等名
      The 6th Chemosensation and Behavior Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 梨状皮質における睡眠時の神経活動2019

    • 著者名/発表者名
      香取和生、竹内春樹
    • 学会等名
      The 6th Chemosensation and Behavior Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A non-Hebbian activity-dependent mechanism underlying olfactory circuit formation2018

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹、中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス嗅覚系の神経回路の堅牢性に関わる軸索選別分子の発現2018

    • 著者名/発表者名
      山下龍馬、中嶋藍、野仲航司、伊原尚樹、井ノ口霞、エルドンフ、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第139回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚皮質における睡眠時の規則的な神経活動2018

    • 著者名/発表者名
      香取和生、眞部寛之、中嶋藍、エルドンフ、佐々木拓哉、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      東京大学こころの多様性と適応の統合的研究機構シンポジウム「こころの適応を探る」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Nakashima A, Ihara N and Ikegaya Y
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting: Molecular Mechanisms of Neuronal Connectivity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sequential activities of cortical neurons in the mouse piriform cortex during sharp wave2018

    • 著者名/発表者名
      Katori, K., Manabe, H., Nakashima, A., Sasaki, T., Ikegaya, Y., Takeuchi H
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Nakashima A, Ihara N and Ikegaya Y
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Molecular and Cellular Neurobiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Combinatorial expression of axon-sorting molecules ensures robustness to neural activity changes for neural map formation in the mouse olfactory system2018

    • 著者名/発表者名
      Ihara N, Nakashima A, Nonaka K, Ihara N, Ikegaya Y, and Takeuchi H
    • 学会等名
      Gordon Gordon Research Conference: Molecular and Cellular Neurobiology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima A, Ihara N, Ikegaya Y, Takeuchi H
    • 学会等名
      22nd Biennial Meeting of the International Society of Developmental Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Haruki, Nakashima Ai, Ihara Naoki, and Ikegaya Yuji
    • 学会等名
      Keystone Symposia A2: State of the Brain: Genetic Dissection of Brain Circuits and Behavior in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sharp wave-associated activity patterns of olfactory cortical neurons in the mouse piriform cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Katori Kazuki, Manabe Hiroyuki, Ikegaya Yuji and Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      Keystone Symposia A2: State of the Brain: Genetic Dissection of Brain Circuits and Behavior in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 梨状皮質の神経活動パターン解析2018

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹
    • 学会等名
      The 5th Chemosensation and Behavior Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 自発的な神経活動に依存した嗅覚神経回路の形成メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹、中嶋藍、伊原尚樹、エルドンフ、池谷裕二
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウス嗅覚系の神経回路の堅牢性に関わる軸索選別分子の発現2017

    • 著者名/発表者名
      野仲航司、中嶋藍、伊原尚樹、井ノ口霞、エルドンフ、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウス嗅覚系における活動依存的な神経回路形成機構2017

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 嗅神経の自発活動パターンによる回路形成の制御2017

    • 著者名/発表者名
      野仲航司、中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第17回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2017

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Ai, Ihara Naoki, Ikegaya Yuji and Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      Keystone Symposia “Synapses and Circuits”
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Patterned spontaneous activity regulates OR-specific axon sorting2016

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      KoSCL symposium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Differential expression of axon-sorting molecules in mouse olfactory sensory neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Haruki, Ihara Naoki, Nakashima Ai and Ikegaya Yuji
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An instructive role for spontaneous neural acitivity in glomerular map formation2016

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Ai, Ihara Naoki, Ikegaya Yuji and Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      CSHL meeting “Axon Guidance, Synapse Formation & Regeneration
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity dependent mechanisms of the olfactory map formation2016

    • 著者名/発表者名
      Nakashima Ai, Ihara Naoki, Ikegaya Yuji and Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      ISOT2016 17th International Symposium on Olfaction and Taste
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nrp2+ mitral cells in the main olfactory bulb send axons to the medial amygdala to induce social behaviours2016

    • 著者名/発表者名
      Inokuchi K, Takeuchi H, Imamura F, Kim R, Okuno H, Nishizumi H, Bito H, Kikusui T, and Sakano H
    • 学会等名
      ISOT2016 17th International Symposium on Olfaction and Taste
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential expression of axon-sorting molecules in mouse olfactory sensory neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Ihara Naoki、Nakashima Ai、Hoshina Naosuke、Ikegaya Yuji、Takeuchi Haruki
    • 学会等名
      ISOT2016 17th International Symposium on Olfaction and Taste
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経スパイク列の再構成から迫る活動依存的な嗅覚回路形成機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹
    • 学会等名
      The 4th Chemosensation and Behavior Workshop
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Activity-dependent olfactory neural circuit formation2016

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹、伊原尚樹、中嶋藍、池谷裕二
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Differential expression of axon-sorting molecules in mouse olfactory sensory neurons2016

    • 著者名/発表者名
      伊原尚樹、中嶋藍、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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