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スパイン基部括約調節による神経情報伝達制御機構のナノオプティクス的検討

研究課題

研究課題/領域番号 17H04014
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 解剖学一般(含組織学・発生学)
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 真  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)

研究分担者 岡 雄一郎  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 講師 (30614432)
TIONG Sheena  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 特任講師(常勤) (80771815)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード細胞機能形態学 / 解剖学 / 神経科学 / 脳・神経 / 細胞・組織
研究成果の概要

学習の細胞基盤の一つはシナプス後部位のスパインの形態変化である。今回、FIB-SEM法を用いて、スパイン頚部を3次元再構築し観察した。その結果、従来頚部が頭部と同じ程度の径を持つとされるスパインの多くは、実は異なる方向から観察すると頚部が細いタイプであった。これは、従来のスパイン形態分類比率の常識を覆すものであり、スパイン基部(頚部)の形態が従来の想定よりも細いことを意味した。スパイン基部は樹状突起とスパイン頭部間の受容体分子の通り道であるため、その形態制御が神経情報伝達の効率に重要であるとの可能性が示唆された。あわせてPhldb2,LUZP1がスパイン内で機能制御にあずかることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

後シナプス側であるスパインの形態変化は、学習の細胞基盤の一つである。しかし必ずしもその形態が正確に評価できていなかった。そこで、FIB-SEMを用いて、スパインの形態の正確な評価を試みた。結果、従来スパインの頚部が太くstubby型と考えられていたスパインのほとんどが、別角度からの観察では頚部の細いマッシュルーム型であった。また、頚部は従来考えられていたより細く、樹状突起とスパイン頭部との間を行き来する受容体にとり、頚部が律速部位となりうること、つまり、シナプス可塑性の一つの制御部位である可能性が考えられた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] マラヤ大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 紹興市人民医院(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マラヤ大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 紹興市人民医院(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Pathogenic POGZ mutation causes impaired cortical development and reversible autism-like phenotypes.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumura K, (33名中略), Hashimoto R, (37名中35番目),Hashimoto H, Nakazawa T.
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 11(1) 号: 1 ページ: 859-859

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14697-z

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PIP3-Phldb2 is crucial for LTP regulating synaptic NMDA and AMPA receptor density and PSD95 turnover2019

    • 著者名/発表者名
      Xie Min-Jue、Ishikawa Yasuyuki、Yagi Hideshi、Iguchi Tokuichi、Oka Yuichiro、Kuroda Kazuki、Iwata Keiko、Kiyonari Hiroshi、Matsuda Shinji、Matsuzaki Hideo、Yuzaki Michisuke、Fukazawa Yugo、Sato Makoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 4305-4305

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40838-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Autism-associated protein kinase D2 regulates embryonic cortical neuron development.2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumura K, Baba M, Nagayasu K, Yamamoto K, Kondo M, Kitagawa K, Takemoto T, Seiriki K, Kasai A, Ago Y, Hayata-Takano A, Shintani N, Kuriu T, Iguchi T, Sato M, Takuma K, Hashimoto R, Hashimoto H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 519(3) 号: 3 ページ: 626-632

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.09.048

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kcnab1 is expressed in subplate neurons with unilateral long-range inter-areal projections2019

    • 著者名/発表者名
      Tiong Y.X.S., Oka Y., Sasaki T., Taniguchi M., Doi M., Akiyama H., Sato, M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroanatomy

      巻: 印刷中 ページ: 39-39

    • DOI

      10.3389/fnana.2019.00039

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 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] Subcellular distribution of non-muscle myosin IIb is controlled by FILIP through Hsc70.2017

    • 著者名/発表者名
      Yagi H, Takabayashi T, Xie MJ, Kuroda K, Sato M
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 2 ページ: e0172257-e0172257

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0172257

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Buyang Huanwu decoction combined with edaravone on mitochondrial apoptotic pathway of nerve cells in mice with cerebral ischemia-reperfusion injury2017

    • 著者名/発表者名
      Zhong, F.-F., Wu, C.-L., Zhang, Y.-X., Sun, X.-F., Xie, M.-J., Sato, M
    • 雑誌名

      Int. J. Clin. Exp. Med

      巻: 10(4) ページ: 6749-6755

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Developmental downregulation of LIS1 expression limits axonal extension and allows axon pruning2017

    • 著者名/発表者名
      Kumamoto Kanako、Iguchi Tokuichi、Ishida Ryuichi、Uemura Takuya、Sato Makoto、Hirotsune Shinji
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 6 ページ: 1041-1055

    • DOI

      10.1242/bio.025999

    • 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
  • [学会発表] Neocortical neurons develop neuronal circuits for cooperative tasks by multiple-targeting with collateral formation.2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato
    • 学会等名
      第2回 OIST-OU Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] An early subplate marker Kcnab1 is expressed in cortico-cortical projection neurons in layer 6b in the mouse neocortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Yuichiro, Tiong Sheena Y.X., Yahaya Murtala Hamza, Sasaki, Tatsuya, Doi Miyuki, Yasumura Misato, Taniguchi Manabu, Sato Makoto.
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 発達段階の大脳新皮質において、Hsd11b1発現領域は一時的に拡大する2020

    • 著者名/発表者名
      土井美幸、岡雄一郎、佐藤真
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Kcnab1 is an early marker for subplate of the mouse cerebral cortex and expressed in cortico-cortical projection neurons in layer 6b2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Oka, Sheena Y. X. Tiong, Tatsuya Sasaki, Miyuki Doi, Manabu Taniguchi, Makoto Sato
    • 学会等名
      第42回日本神経学会大会/第62回日本神経化学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LAR-RPTPs dimer formation: a potential key-step in the receptors activation control2019

    • 著者名/発表者名
      Mai Q Nguyen, Tokuichi Iguchi, Misato Yasumura, Makoto Sato
    • 学会等名
      第42回日本神経学会大会/第62回日本神経化学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単一大脳皮質2/3層ニューロンによる長連合性および交連性回路の形成過程の解析2019

    • 著者名/発表者名
      岡 雄一郎、土井 美幸、谷口 学、猪口 徳一、佐藤 真
    • 学会等名
      第46回日本脳科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] FIB-SEMを用いたPSD陽性樹状突起スパイン形態の解析2019

    • 著者名/発表者名
      三田村耕平、猪口徳一、安村美里、岡雄一郎、黒田一樹、謝敏カク、Ruwaida Elhanbaly、深澤有吾、佐藤真
    • 学会等名
      第95回日本解剖学会近畿支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 受容体型チロシン脱リン酸化酵素を介した皮質脊髄路軸索側枝形成の分子機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      安村美里、猪口徳一、Nguyen Quynh Mai、三田村耕平、吉田知之、佐藤真
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脳内局所環境感知を担う受容体による軸索側枝制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      猪口 徳一、安村 美里、Nguyen Quynh Mai、三田村 耕平、吉田 知之、岡 雄一郎、佐藤 真
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Long associational projections of Plxnd1-expressing cortical neurons are formed by interstitial collaterals from the callosally-projecting primary axonal shaft2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Oka, Yuka Lin, Sheena Y.X. Tiong, Tatsuya Sasaki, Miyuki Doi, Tokuichi Iguchi, Makoto Sato
    • 学会等名
      22nd Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elevated extension speed for a selected long associational collateral of a single cortical dual-projection neuron2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Oka, Yuka Lin, Sheena Y.X. Tiong, Tatsuya Sasaki, Miyuki Doi, Tokuichi Iguchi, Makoto Sato
    • 学会等名
      2018 Joint Meeting between The Neurodevelopmental Biology Section of The Korean Society for Molecular and Cellular Biology and Japanese Developmental Neuroscientist
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Potassium channel subunit Kcnab1 is expressed in cortical layer 6b long-range corticocortical projection neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Sheena Tiong, Yuichiro Oka, Tatsuya Sasaki, Makoto Sato
    • 学会等名
      11th FENS Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Faster extension for a predetermined associational collateral of a cortical dual-projection neuron2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato
    • 学会等名
      THE 5TH INTERNATIONAL ANATOMICAL SCIENCES AND CELL BIOLOGY CONFERENCE Malaysia
    • 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] 単一皮質ニューロンは軸索毎に異なる伸長速度により複数領野へ同調的に投射する2018

    • 著者名/発表者名
      岡雄一郎, 林由佳, Sheena Y. X. Tiong, 佐々木達也, 土井美幸, 猪口徳一, 佐藤真
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バレル皮質におけるPlxnd1発現第5a層ニューロンの軸索伸展様式の解析2018

    • 著者名/発表者名
      林由佳, 岡雄一郎, 佐藤真
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 受容体型チロシンフォスファターゼを介した軸索側枝形成の分子機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      安村美里, 猪口徳一, Nguyen Quynh Mai, 三田村耕平, 吉田知之, 佐藤真
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会(神戸コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of intra-spine distribution of myosin is associated with morphology of spine2018

    • 著者名/発表者名
      Hideshi Yagi(八木 秀司)、佐藤 真
    • 学会等名
      第61回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fork cell-like neurons in the mouse insular cortex2018

    • 著者名/発表者名
      服部美咲, 谷口学, 岡雄一郎, 佐藤真
    • 学会等名
      第61回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis on axonal development of Plxnd1-expressing L5a neurons in the barrel cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Lin, Y. Oka, M. Sato
    • 学会等名
      第11回神経発生討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of receptor involvement in controlling axonal collateralization during brain development2018

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Quynh Mai, Tokuichi Iguchi, Manabu Taniguchi, Misato Yasumura, Makoto Sato
    • 学会等名
      第11回神経発生討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inter-areal collateral branches of layer 2/3 neurons grow more rapidly than intra-areal collateral branches in the mouse neocortex2018

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sato, Yuichiro Oka
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳発生における軸索側枝形成を制御する受容体群の役割について2018

    • 著者名/発表者名
      猪口 徳一、Nguyen Quynh Mai、安村 美里、吉田 知之、岡 雄一郎、佐藤 真
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質ニューロン軸索側枝による領野間回路形成過程の解析2018

    • 著者名/発表者名
      岡 雄一郎、林 由佳、Tiong Sheena、土井 美幸、佐々木 達也、猪口 徳一、佐藤 真
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of The Molecular Mechanism for Corticospinal Tract Collateralization2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Quynh Mai, 猪口 徳一, 佐藤 真
    • 学会等名
      第64回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molecular characterisation and axon projection pattern of deep cortical layer 6 neurons in mouse2017

    • 著者名/発表者名
      張 永欣, 岡 雄一郎, 佐藤 真
    • 学会等名
      第64回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Developmental analysis of the inter-areal connections from cortical neurons in different layers2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Oka, Y. Lin, M. Hattori, S.Y.X. Tiong, M. Doi, T. Iguchi, M. Sato
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Antero-posterior organization of pontine nuclei contributes to the connection of cortico-ponto-cerebellar pathway through the expression of axon guidance molecules2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iguchi, M. Omi, Y. Oka, M. Sato
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A potassium channel subunit as a novel molecular marker for long-range projection neurons in the earliest-formed cortical layer2017

    • 著者名/発表者名
      S.Y.X. Tiong, Y. Oka, T. Sasaki, M. Sato
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Inter-laminar comparison of inter-areal circuit development in the mouse cerebral cortex2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sato
    • 学会等名
      第60回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Distant area-targeting axonal branches of layer 2/3 neurons develop more rapidly than locally targeting branches in mouse neocortex2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Oka, Y. Lin, M. Hattori, S.Y.X. Tiong, M. Doi, T. Sasaki, T. Iguchi, M. Sato
    • 学会等名
      第48回生理研国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 発生過程における一次体性感覚野内の第5層神経細胞の軸索側枝伸展2017

    • 著者名/発表者名
      林由佳, 岡雄一郎, 佐藤真
    • 学会等名
      第93回日本解剖学会近畿支部学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院医学系研究科 解剖学講座(神経機能形態学)

    • URL

      http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大阪大学大学院医学系研究科解剖学講座(神経機能形態学)

    • URL

      http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 解剖学講座(神経機能形態学)

    • URL

      http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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