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大脳皮質領野間の重層的回路形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07076
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 神経解剖学・神経病理学
研究機関大阪大学

研究代表者

岡 雄一郎  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 講師 (30614432)

研究分担者 佐藤 真  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)
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
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード神経回路網 / 神経回路形成 / 大脳皮質 / 長連合線維 / plexin / 皮質内回路 / 組織透明化 / イメージング / sparse labeling / Kv channel / サブプレート / 神経科学
研究成果の概要

大脳皮質の機能領野間での情報伝達は高次皮質機能に重要であるが、領野間回路の形成過程や形成機構は不明であった。我々は、マウスを用いて大脳皮質6層構造の中で2/3層と5a層に分布するplxnd1発現ニューロンの軸索投射の様子を単一ニューロンレベルで解析し、領野間の連合性投射が、先行する大脳半球間の交連性投射から出芽する軸索側枝のうちの1本であることを見出した。この軸索側枝は、領野内の回路を作る他の軸索側枝と比べて伸長速度が速いことも明らかになった。また、同様に領野間の投射をもつ6b層のニューロンに発現するKcnab1遺伝子を同定し、皮質形成過程における発現変化や軸索投射との関係を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、独自に構築した大脳皮質領野間回路を単一ニューロンレベルで選択的に可視化する系を用いて、領野間の回路の形成過程を明らかにした。領野間回路は軸索側枝によるものであることから、その形成機構の解明は、複数領域への投射による脳内の並列回路の形成機構の解明に資するものである。自閉スペクトラム症にみられる運動機能の低下が1次体性感覚野と1次運動野の直接的な神経連絡の乱れと関連することが知られており、連合性回路の形成機構の解明により、その病態理解につながる可能性がある。

報告書

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

    (26件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [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
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Overlapping but distinct topology for zebrafish V2R-like olfactory receptors reminiscent of odorant receptor spatial expression zones.2018

    • 著者名/発表者名
      Ahuja G., Reichel V., Kowatschew D., Syed A.S., Kotagiri A.K., Oka Y., Weth F., Korsching SI.
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 19 号: 1 ページ: 383-383

    • DOI

      10.1186/s12864-018-4740-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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
      Neuro2019 (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] 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
      Oka Y., Lin Y., Tiong Y.X.S., Sasaki T., Doi M., Iguchi T., Sato M.
    • 学会等名
      22nd Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscienc
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 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
      Oka Y., Lin Y., Tiong Y.X.S., Sasaki T., Doi M., Iguchi T., Sato M.
    • 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 実施状況報告書
    • 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
      Tiong S., Oka Y., Sasaki T., Sato M.
    • 学会等名
      11th FENS Forum of Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [産業財産権] 非相同末端結合と相同組換えを組み合わせたゲノム編集ノックイン法2019

    • 発明者名
      真下知士 , 岡雄一郎 (6番目)ら (計7名)
    • 権利者名
      真下知士 , 岡雄一郎 (6番目)ら (計7名)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-072782
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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