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大脳新皮質第5層のgap junctionネットワークによる皮質内基本構造形成

研究課題

研究課題/領域番号 16K14565
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関鹿児島大学 (2018)
国立研究開発法人理化学研究所 (2016-2017)

研究代表者

中川 直  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (20611065)

研究分担者 米田 泰輔  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (40709218)
研究協力者 大嶋 恵理子  
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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードgap junctionネットワーク / gap junction / 大脳皮質 / 発達期 / 神経回路形成 / ギャップ結合 / 同期活動 / 大脳新皮質 / 回路形成 / マイクロカラム / 大脳新皮質第5層 / 神経科学 / 脳・神経
研究成果の概要

発達期の大脳皮質第5層gap junction (GJ)ネットワークの詳細な解析結果より、大脳皮質の機能単位だと考えられるマイクロカラム構造の有力な形成メカニズムであることがわかった。この結果は、他の実験結果とともに、サイエンス誌に出版された。また、GJネットワークがもたらす電気的結合と同期発火は、これまでに報告されているものよりも顕著に遅いことを明らかにし、Neuroscience誌に出版された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大脳皮質第5層のGJネットワークは、シナプス形成が始まる生後1-2週に消失することから、初期のシナプス回路の形成に重要な働きを持つ可能性がある。今後、GJ機能に異常を持つ変異マウスや、GJネットワークを人為的に操作したマウスにおいて、シナプス回路を解析する必要がある。また、GJとてんかんとの関連はよく知られていることから、同マウスで脳活動や行動を調べることで、幼若期のてんかん発症への関係も調べられると期待される。これらの実験によって、正常な神経回路形成と脳の疾患へのGJネットワークの関与を、早急に調べる必要がある。

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Slow Dynamics in Microcolumnar Gap Junction Network of Developing Neocortical Pyramidal Neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Nao、Hosoya Toshihiko
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 406 ページ: 554-562

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2019.02.013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lattice system of functionally distinct cell types in the neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      Maruoka H*, Nakagawa N*, Tsuruno S*, Sakai S*, Yoneda T*, Hosoya T *Equal contribution
    • 雑誌名

      Science

      巻: 358 号: 6363 ページ: 610-615

    • DOI

      10.1126/science.aam6125

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gap junction network of excitatory neurons in the developing neocortex2018

    • 著者名/発表者名
      Nao Nakagawa, Toshihiko Hosoya
    • 学会等名
      The 49th NIPS International Symposium "Ion channels: looking back, seeing ahead"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of gap junctions in the function of microcolumns in neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      中川 直、米田 泰輔、丸岡 久人、酒井 誠一郎、細谷 俊彦
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Lattice system of functionally distinct cell types in the neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      中川 直
    • 学会等名
      遺伝研研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Involvement of gap junctions in the function of microcolumns in neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      中川 直、米田 泰輔、丸岡 久人、酒井 誠一郎、細谷 俊彦
    • 学会等名
      北米神経科学学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大脳新皮質第6層のギャップ結合ネットワークとマイクロカラム構造2017

    • 著者名/発表者名
      中川 直、米田 泰輔、細谷 俊彦
    • 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] Lattice System of Distinct Cell Types in Neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      中川 直、丸岡 久人、酒井 誠一郎、米田 泰輔、鶴野 瞬、細谷 俊彦
    • 学会等名
      Cortical Development Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of gap junction in the organization and function of microcolumn in neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Nao Nakagawa, Hisato Maruoka, Shun Tsuruno, Seiichiro Sakai, Taisuke Yoneda, Toshihiko Hosoya
    • 学会等名
      Symposium “Circuit Construction in the Mammalian Brain”
    • 発表場所
      Osaka University, Japan
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大脳新皮質マイクロカラム格子配列の構造と機能2016

    • 著者名/発表者名
      細谷 俊彦、丸岡 久人、中川 直、鶴野 瞬、酒井 誠一郎、米田 泰輔
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] 大脳皮質の単位回路2018

    • 著者名/発表者名
      細谷俊彦,中川直,米田泰輔,丸岡久人
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 脳の基本単位回路を発見 -単純な回路が繰り返した格子構造が存在-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2017/20171103_1/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 理研BSI局所神経回路研究チーム ホームページ

    • URL

      http://t-hosoya.brain.riken.jp

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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