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線条体のシグナル分子が制御する大脳基底核の神経活動と運動機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K01968
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳計測科学
研究機関生理学研究所

研究代表者

佐野 裕美  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (00363755)

研究協力者 小林 憲太  
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード随意運動 / 大脳基底核 / 神経生理学 / シグナル伝達 / 線条体 / 神経活動 / ウイルスベクター / 脳・神経 / 神経科学 / 生理学
研究成果の概要

大脳基底核と呼ばれる脳の領域の中には、線条体と呼ばれる領域が含まれている。線条体は自らの意思で動こうとする随意運動の制御に重要であることが知られている。線条体に他の脳領域から信号が伝わると、他の脳領域にその信号を伝えようと線条体の細胞は反応する。この反応には、シグナル伝達分子と呼ばれる分子が活性化することが重要である。シグナル伝達分子の活性化と運動と神経の活動との関係を明らかにするため、遺伝子組換え技術を利用して、活性化したシグナル伝達分子をマウスの線条体に発現させ、運動と神経活動の記録を行った。シグナル伝達分子の活性化は、線条体からの信号を増強し、運動を促進させることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大脳基底核はパーキンソン病やハンチントン舞踏病などの重度な運動障害を示す疾患と深く関わっており、線条体は創薬の標的となってきた領域である。線条体におけるシグナル伝達分子を活性化させたところ、線条体からの信号を増強し、運動を増加させたという研究成果を得たが、この結果は、このシグナル伝達分子が創薬の標的となることを示唆している。この研究成果を元に、シグナル伝達分子に作用する化合物などが合成されれば、大脳基底核に関連する運動障害を示す疾患の治療に繋がる可能性がある。

報告書

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

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 12件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] The effects of zonisamide on L-DOPA-induced dyskinesia in Parkinson's disease model mice2019

    • 著者名/発表者名
      Sano Hiromi、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Neurochemistry International

      巻: 124 ページ: 171-180

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2019.01.011

    • 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] Sensory nerve supports epithelial stem cell function in healing of corneal epithelium in mice: the role of trigeminal nerve transient receptor potential vanilloid 4.2019

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Sumioka T, Ichikawa K, Sano H, Nambu A, Kobayashi K, Uchida K, Suzuki Y, Tominaga M, Reinach PS, Hirai SI, Jester JV, Miyajima M, Shirai K, Iwanishi H, Kao WW, Liu CY, Saika S.
    • 雑誌名

      Lab Invest.

      巻: 99(2) 号: 2 ページ: 210-230

    • DOI

      10.1038/s41374-018-0118-4

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] New neurons use Slit-Robo signaling to migrate through the glial meshwork and approach a lesion for functional regeneration.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Nguyen HB, Thai TQ, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 12 ページ: 0618-0618

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav0618

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Monitoring and updating of action selection for goal-directed behavior through the striatal direct and indirect pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Nonomura S, Nishizawa K, Sakai Y, Kawaguchi Y, Kato S, Uchigashima M, Watanabe M, Yamanaka K, Enomoto K, Chiken S, Sano H, Soma S, Yoshida J, Samejima K, Ogawa M, Kobayashi K, Nambu A, Isomura Y, Kimura M
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 99(6) 号: 6 ページ: 1302-1314

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2018.08.002

    • 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] Optogenetic Activation of the Sensorimotor Cortex Reveals “Local Inhibitory and Global Excitatory” Inputs to the Basal Ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Mitsunori、Sano Hiromi、Sato Shigeki、Ogura Mitsuhiro、Mushiake Hajime、Chiken Satomi、Nakao Naoyuki、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Cerebal Cortex

      巻: 27 号: 12 ページ: 5716-5726

    • DOI

      10.1093/cercor/bhx234

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Striatonigral direct pathway activation is sufficient to induce repetitive behaviors2017

    • 著者名/発表者名
      Bouchekioua Youcef、Tsutsui-Kimura Iku、Sano Hiromi、Koizumi Miwako、Tanaka Kenji F.、Yoshida Keitaro、Kosaki Yutaka、Watanabe Shigeru、Mimura Masaru
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 17 ページ: 30454-30456

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.09.007

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adeno-Associated Virus-Mediated Gene Transfer into Taste Cells In Vivo.2017

    • 著者名/発表者名
      Taruno A, Kashio M, Sun H, Kobayashi K, Sano H, Nambu A, Marunaka Y.
    • 雑誌名

      Chem Senses.

      巻: 42(1) ページ: 69-78

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dysfunction of ventrolateral striatal dopamine receptor type 2-expressing medium spiny neurons impairs instrumental motivation.2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui-Kimura I, Takiue H, Yoshida K, Xu M, Yano R, Ohta H, Nishida H, Bouchekioua Y, Okano H, Uchigashima M, Watanabe M, Takata N, Drew MR, Sano H, Mimura M, Tanaka KF.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 8 号: 1 ページ: 14304-14304

    • DOI

      10.1038/ncomms14304

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 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] Survival of corticostriatal neurons by Rho/Rho-kinase signaling pathway.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K, Sano H, Kato S, Kuroda K, Nakamuta S, Isa T, Nambu A, Kaibuchi K, Kobayashi K.
    • 雑誌名

      Neurosci Lett.

      巻: 630 ページ: 45-52

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2016.07.020

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of novel dystonia musculorum mutant mice: Implications for central nervous system abnormality.2016

    • 著者名/発表者名
      Horie M, Mekada K, Sano H, Kikkawa Y, Chiken S, Someya T, Saito K, Hossain MI, Nameta M, Abe K, Sakimura K, Ono K, Nambu A, Yoshiki A, Takebayashi H.
    • 雑誌名

      Neurobiol Dis.

      巻: 96 ページ: 271-283

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2016.09.016

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Physiological and anatomical organization of cortico-striatal inputs in the basal ganglia2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Kato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuronal responses and movements induced by concurrent activation of striatonigral and striatopallidal neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      FENS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Information flow for motor control by striatal projection neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      Stockholm-Okazaki Workshop on Multi-scale dynamice of basal ganglian in brain function and dysfunction
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質-線条体路の興奮誘導に対する大脳基底核の応答2018

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美
    • 学会等名
      2017年度第3回大脳基底核機能研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Physiological roles of striatal projection neurons revealed by optogenetics2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortico-striatal induced responses in the basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Kato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      12th International Basal Ganglia Society Meeting
    • 発表場所
      メリダ(メキシコ)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた大脳基底核の機能と運動異常症の病態に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美
    • 学会等名
      第6回生理研-霊長研-新潟脳研合同シンポジウム
    • 発表場所
      新潟大学(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortico-striatal induced responses in the basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Sato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      International symposium, Neural Oscillation Conference 2017, Problems of Consciousness and Neuropsychiatric Disorders as Network Diseases
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Inhibitory center-excitatory surround" inputs from the motor cortex to the globus pallidus revealed by optogenetic stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nambu, Mitsunori Ozaki, Hiromi Sano, Shigeki Sato, Mitsuhiro Ogura, Hajime Mushiake, Satomi Chiken, Naoyuki Nakao
    • 学会等名
      International symposium, Neural Oscillation Conference 2017, Problems of Consciousness and Neuropsychiatric Disorders as Network Diseases
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Responses in the basal ganglia induced by cortico-striatal neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Kato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional analysis of Rho/Rho-kinase signaling pathway in corticostriatal neuron survival using a new gene delivery system2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kobayash, Hiromi Sano, Shigeki Kato, Keisuke Kuroda, Shinichi Nakamuta, Tadashi Isa, Atsushi Nambu, Kozo Kaibuchi, Kazuto Kobayashi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス神経麻痺性角膜症モデルに対する三叉神経節でのTRPV4強制発現による治療効果2017

    • 著者名/発表者名
      岡田由香、富永真琴、佐野裕美、小林憲太、南部篤、雑賀司珠也
    • 学会等名
      第47回日本創傷治癒学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cortico-striata neurons induced responses in the basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      NIPS-CIN Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concurrent activation of striatal medium spiny neurons induces involuntary movements similar to L-DOPA induced dyskinesia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2017, Behavioral adaptation and functional recovery from pathological states
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線条体投射ニューロンによる運動調節機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム「適応回路シフト」「記憶ダイナミズム」「マイクロ精神病態」 三領域合同若手シンポジウム
    • 発表場所
      一橋講堂(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Motor control by striatal projection neurons2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第3回大脳基底核機能研究会
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concurrent activation of striatonigral and striatopallidal neurons facilitates motor activity2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      The 47th NIPS International Symposium "Decoding Synapses"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physiological Roles of Cortio-striatal Neurons in the Basal Ganglia2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      6th Joint CIN-NIPS Synposium
    • 発表場所
      チュービンゲン(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 運動異常症モデルげっ歯類・霊長類が示す運動症状2016

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美, 知見聡美, 長谷川拓, 堀江正男, 竹林浩秀, 吉木淳, 長谷川一子, Pullanipally Shashidharan, 南部篤
    • 学会等名
      第31回日本大脳基底核研究会
    • 発表場所
      秋田温泉さとみ(秋田県秋田市)
    • 年月日
      2016-07-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ジストニア様症状を示すDystonia musculorumマウスにおける姿勢制御異常に関わる神経回路の解析2016

    • 著者名/発表者名
      堀江正男, 佐野裕美, 知見聡美, 小林憲太, 南部篤, 竹林浩秀
    • 学会等名
      第31回日本大脳基底核研究会
    • 発表場所
      秋田温泉さとみ(秋田県秋田市)
    • 年月日
      2016-07-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Concurrent activation of striatonigral and striatopallidal neurons facilitates movements2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism of L-dopa induced dyskinesia: increased movement facilitation and decreased movement termination by the basal ganglia2016

    • 著者名/発表者名
      Indriani Dwi Wahyu, Hiromi Sano, Satomi Chiken, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional analysis of Rho GTPase signaling in corticostriatal neurons using a dual viral vector system2016

    • 著者名/発表者名
      小林 憲太, 佐野 裕美, 加藤 成樹, 黒田 啓介, 中牟田 信一, 伊佐 正, 南部 篤, 貝淵 弘三, 小林 和人
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Analyses of a novel Dystonin spontaneous mutant mice showing dystonic-like movements2016

    • 著者名/発表者名
      堀江 正男, 佐野 裕美, 知見 聡美, 目加田 和之, 吉木 淳, 染谷 拓郎, 小林 憲太, 南部 篤, 竹林 浩秀
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Genetic Approaches to Understanding the Physiological Roles of the Basal Ganglia2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      Stockholm-Okazaki Symposium ''Multi-scale Structure & Dynamics on the Basal Ganglia''
    • 発表場所
      ストックホルム(スウェーデン)
    • 年月日
      2016-05-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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