比較コネクトミクスの創出

• 研究課題/領域番号: 18H02548
• 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46030:神経機能学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 宮道 和成 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (30612577)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: トランスシナプス標識 / 視床下部 / オキシトシン / 妊娠・出産 / 養育行動 / ウイルス遺伝子工学 / コネクトーム / CRIPSR / AAV / ミニプロモータ / アデノ随伴ウイルス / ゲノム編集 / CRISPR

研究成果の概要

本研究は狂犬病ウイルストランスシナプス標識法を基軸にして神経回路の構造を比較することにより、機能的に重要な回路要素を抽出する“比較コネクトミクス”の実装を目指した。マウスの生殖状態によって神経ホルモン・オキシトシンを分泌するニューロンに対する入力の変動を検討し、雌マウスの妊娠・授乳期に特徴的な回路変化を多数同定した。またマウスを超えて食肉目フェレットにおいてオキシトシンニューロン特異的な標識系を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シナプス・スパイン動態の研究からミクロ (sub-μm) スケールの神経可塑性については特に記憶・学習の文脈で膨大な知見があるが、領域間をつなぐようなマクロスケール (supra-cm) の大域的な神経回路は発達後には不変と見なすのがカハール以来の伝統だった。本研究は成熟した哺乳類の神経回路がマクロスケールで再編成しうることを明らかにし、シナプス前後の神経細胞の種類を特定することに成功した点でパラダイムの転換を含む。これは将来的に脳機能の制御や失われた脳機能を回復させるための新たなイノベーションの基盤となり得る。

研究成果

• [雑誌論文] CUBIC-Cloud: An Integrative Computational Framework Towards Community-driven Whole-Mouse-Brain Mapping (2020)
  • 著者名/発表者名: Mano Tomoyuki、Murata Ken、Kon Kazuhiro、Shimizu Chika、Ono Hiroaki、Shi Shoi、Yamada Rikuhiro G.、Miyamichi Kazunari、Susaki Etsuo A.、Touhara Kazushige、Ueda Hiroki R.
  • 雑誌名: BioRxiv 巻: -
  • DOI: 10.1101/2020.08.28.271031
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Versatile whole-organ/body staining and imaging based on electrolyte-gel properties of biological tissues (2020)
  • 著者名/発表者名: Susaki Etsuo A.、Shimizu Chika、Kuno Akihiro、Tainaka Kazuki、Li Xiang、Shibayama Mitsuhiro、Ueda Hiroki R. et al.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 1982-1982
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15906-5
  • NAID: 120006956725
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amygdalohippocampal area neurons that project to the preoptic area mediate infant-directed attack in male mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Hamasaki Y, Fukui K, Ito K, Miyamichi K, Minami M, Amano T
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: - 号: 20 ページ: 3981-3994
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0438-19.2020
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic neurons in the olfactory cortex projecting to the lateral hypothalamus in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Murata K, Kinoshita T, Fukazawa Y, Kobayashi K, Kobayashi K, Miyamichi K, Okuno H, Bito H, Sakurai Y, Yamaguchi M, Mori K, Manabe H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 号: 1 ページ: 7132-7132
  • DOI: 10.1038/s41598-019-43580-1
  • NAID: 120006862679
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Neural Circuit Dynamics in Life-stage Transition to Parents (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: BRI 11th international symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Neural Circuit Dynamics in Life-stage Transition to Parents (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: The 3rd Kobe University - RIKEN BDR Joint Symposium
• [学会発表] Reorganization in Hypothalamic Neural Circuits Underpinning Parental Behaviors (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: NGI symposium 2020
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamics of Oxytocin Neural Circuits in Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: 43rd, annual meeting of the Japan Neuroscience Society
• [学会発表] Dynamics of Neuronal Circuits in the Life Cycles (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: 第三回これからの神経回路研究会
  • 招待講演
• [学会発表] ニューロンタイプ特異的な神経回路の可視化：達成と展望 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: 日本動物細胞工学会2019
  • 招待講演
• [学会発表] Expanding Rabies virus-mediated Trans-synaptic Tracing (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: Biomedical Imaging Science Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] ニューロンタイプ特異的な神経回路の可視化：What’s Next? (2019)
  • 著者名/発表者名: Kazunari Miyamichi
  • 学会等名: これからの神経回路研究会
  • 招待講演