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Gap junctionが形成する樹状突起の網を脳の神経回路に正しく組み込む

研究課題

研究課題/領域番号 18H02529
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関熊本大学

研究代表者

福田 孝一  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (50253414)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワードギャップ結合 / 海馬 / 歯状回 / パルブアルブミン / バレル / GABA / インターニューロン / 樹状突起 / gap junction / バレル野 / 体性感覚皮質 / feedforward / feedback / ニューロン / Gap junction / パルブルブミン / フィードバック / 大脳皮質
研究成果の概要

GABAニューロンは脳の各部位の局所回路で制御システムを担っていますが、その代表であるパルブアルブミン陽性ニューロンは、樹状突起間に豊富にGap junctionを形成し、電気シナプスによる樹状突起の網状構造を作っています。しかしこの顕著な構造は、各部位の神経回路にはまだ組み込まれていません。本研究では、記憶に重要な海馬と大脳皮質の体性感覚野における樹状突起のネットワークを目に見える形でとらえ、それぞれの場所における既存の神経回路に正しく組むこむことを目的としました。それぞれの場所への情報入力と出力を制御するのに適した形で、樹状突起ネットは既存の回路に組み込まれていることを明らかにしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

記憶や大脳皮質の高次機能が実現するメカニズムについて、膨大な研究がなされてきたが、そこにはまだ欠落している要素がある。Gap junctionを介して大規模に結合している抑制性神経細胞のネットワークがそれある。既知の神経回路の中に如何にこれを組み込むかということを目指し研究を遂行した。得られた成果は、驚くべきネットワークの存在を可視化し、脳の機能原理の本質に新知見を提供した。記憶・認知・行動などをはじめとする神経科学各分野に新しい基盤を提供できる。さらに対象としたパルブアルブミンニューロンは、統合失調症をはじめとする精神疾患との関連が示唆されており、それらの病態解明と治療戦略への展望を与える。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Southern Federal University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 神経解剖学領域で培われてきたCLEM技法の紹介2022

    • 著者名/発表者名
      福田孝一
    • 雑誌名

      解剖学雑誌

      巻: 97 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization an stage-dependent lineage analysis of intermediate progenitors of cortical GABAergic interneurons2021

    • 著者名/発表者名
      Esumi S, Nasu M, Kawauchi T, Miike K, Morooka K, Yanagawa Y, Seki T, Sakimura K, Fukuda T, Tamamaki N
    • 雑誌名

      Frontiers ni Neurosciences

      巻: 15 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.607908

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The habenula-targeting neurons in the mouse entopeduncular nucleus contain not only somatostatin-positive neurons but also nitric oxide synthase-positive neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Yuta、Fukuda Takaichi
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: - 号: 5 ページ: 1497-1510

    • DOI

      10.1007/s00429-021-02264-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Internal structure of the rat subiculum characterized by diverse immunoreactivities and septotemporal differences.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Y, Fukuda T, Sato F
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: ‐ ページ: 17-28

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.02.001

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gap Junctions Interconnect Different Subtypes of Parvalbumin-Positive Interneurons in Barrels and Septa with Connectivity Unique to Each Subtype.2018

    • 著者名/発表者名
      Shigematsu N, Nishi A, Fukuda T
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press 号: 4 ページ: 1414-1429

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy038

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 体性感覚皮質ミニバレル領域におけるパルブアルブミん陽性ニューロンへの視床ー皮質間入力の分布と、同ニューロン間のギャップ結合の定量解析2022

    • 著者名/発表者名
      重松直樹、福田孝一
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海馬と新皮質の制御系を構成するGABAニューロンがギャップ結合を介して連結するネットワークを既知の神経回路にいかに組み込むか?2019

    • 著者名/発表者名
      福田孝一
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会・全国学術集会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 体性感覚野ミニバレル領域におけるパルブアルブミン陽性ニューロンの分布と形態の3次元的解析2019

    • 著者名/発表者名
      重松直樹、福田孝一
    • 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] 形と機能の本質に迫るためのさまざまな顕微鏡解析技法2018

    • 著者名/発表者名
      福田孝一
    • 学会等名
      第60回日本顕微鏡学会九州支部集会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gap junctions mediate the connectivity among different subtypes of parvalbumin-positive interneurons in layer 4 of the mouse barrel cortex.2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shigematsu, Takaichi Fukuda
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス線条体内の新しい領域区分におけるparvalbumin陽性GABAニューロンの分布様式2018

    • 著者名/発表者名
      片山佐知子、宮本雄太、福田孝一
    • 学会等名
      日本解剖学会第74回九州支部学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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