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マウス大脳皮質視覚野における投射特異的なサブネットワークによる情報処理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02706
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51010:基盤脳科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

小坂田 文隆  名古屋大学, 創薬科学研究科, 准教授 (60455334)

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 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード視覚 / 神経回路 / ウイルスベクター / 機能イメージング / 機能局在 / 視知覚 / サブネットワーク / セルアセンブリ / 予測 / トップダウン / 多平面同時イメージング / 視床 / エンベロープ / イメージング / ウイルス / 領野 / 投射 / アンサンブル / 領野特異性 / 並列階層的情報処理 / 多光子励起 / 同期 / 相互相関解析 / 多焦点面同時イメージング / 局所回路 / 大脳皮質 / 感覚情報 / 並列処理
研究成果の概要

視知覚の形成メカニズムを明らかにする目的で、視覚情報処理機構の神経回路基盤の解明を目指した。独自に開発したウイルス遺伝子学的手法と2光子イメージング技術をマウス視覚系に適用することで、神経回路の構造と機能を詳細に解析した。その結果、大脳皮質においてサブネットワークが並列的に存在し、各サブネットワークが固有の反応特性を生み出し、各サブネットワークが特定の脳領域に特異的に投射することで、異なる情報を異なる脳領域へ伝達することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、独自に開発した革新的技術をマウスに適用することで、長年サルなどでは解明できなかった神経回路メカニズムを解明することができた。本メカニズムは大脳皮質に共通した情報伝達と考えられ、中枢神経系の疾患における神経回路病態の理解に貢献するものである。本研究は、今後の再生医療や創薬開発にも繋がる可能性を秘めており、科学的意義に加えて、医学・薬学的意義も極めて高いと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Cell type- and layer-specific convergence in core and shell neurons of the dorsal lateral geniculate nucleus2021

    • 著者名/発表者名
      Okigawa S, Yamaguchi M, Ito KN, Takeuchi RF, Morimoto N, Osakada F
    • 雑誌名

      J Comp Neurol

      巻: 529 ページ: 2099-2124

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporally multiplexed dual-plane imaging of neural activity with four-dimensional precision2021

    • 著者名/発表者名
      Onda M, Takeuchi RF, Isobe K, Suzuki T, Masaki Y, Morimoto N, Osakada F
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient and robust induction of retinal pigment epithelium cells by tankyrase inhibition regardless of the differentiation propensity of human induced pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Ito A, Ye K, Onda M, Morimoto N, Osakada F
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reproducible production and image-based quality evaluation of retinal pigment epithelium sheets from human induced pluripotent stem cells2020

    • 著者名/発表者名
      Ye K, Takemoto Y, Ito A, Onda M, Morimoto N, Mandai M, Takahashi M, Kato R, Osakada F
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10 ページ: 14387-14401

    • 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] G欠損狂犬病ウイルスベクター2020

    • 著者名/発表者名
      山口真広, 小坂田文隆
    • 雑誌名

      実験医学別冊 決定版 ウイルスベクターによる遺伝子導入実験ガイド

      巻: なし ページ: 57-72

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Centrifugal Inputs to the Main Olfactory Bulb Revealed Through Whole Brain Circuit-Mapping2019

    • 著者名/発表者名
      Padmanabhan K, Osakada F, Tarabrina A, Kizer E, Callaway EM, Gage FH, Sejnowski TJ.
    • 雑誌名

      Front Neuroanat.

      巻: 12 号: 3 ページ: 115-126

    • DOI

      10.1038/s41593-018-0322-y

    • 関連する報告書
      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] Intersectional monosynaptic tracing for dissecting subtype-specific organization of GABAergic interneuron inputs.2019

    • 著者名/発表者名
      Yetman MJ, Washburn E, Hyun JH, Osakada F, Hayano Y, Zeng H, Callaway EM, Kwon HB, Taniguchi H.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 22 ページ: 492-502

    • DOI

      10.3389/fnana.2018.00115

    • 関連する報告書
      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] 網膜における生理・病態解明と治療開発への新展開2018

    • 著者名/発表者名
      小坂田 文隆, 小池 千恵子
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 138 号: 5 ページ: 667-668

    • DOI

      10.1248/yakushi.17-00200-F

    • NAID

      130006729441

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 網膜神経回路を解析するウイルス遺伝子工学と電気生理学的手法2018

    • 著者名/発表者名
      恩田 将成, 三澤 幸樹, 小坂田 文隆
    • 雑誌名

      薬学雑誌

      巻: 138 号: 5 ページ: 669-678

    • DOI

      10.1248/yakushi.17-00200-1

    • NAID

      130006729442

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • 年月日
      2018-05-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] iPS細胞・再生医療 iPS細胞由来網膜色素上皮細胞から観た再生医療等製品の開発2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 ありさ , 葉 珂 , 小坂田 文隆
    • 雑誌名

      Pharm Stage

      巻: 18 ページ: 2-7

    • NAID

      40021706703

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 感覚運動誤差の脳内表現2021

    • 著者名/発表者名
      小坂田文隆
    • 学会等名
      若手新分野創成ワークショップ「脳を知り、疾患を理解する」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視覚-運動連関を担う神経回路メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      小坂田文隆
    • 学会等名
      第30回神経行動薬理学若手研究者の集い
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of Cortical Organoids with Axial Polarity from Marmoset Embryonic Stem Cells2021

    • 著者名/発表者名
      小寺知輝、原大樹、森本菜央、小坂田文隆
    • 学会等名
      日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Toward the generation of thalamic organoids from human induced pluripotent stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      西村優利、森本菜央、小坂田文隆
    • 学会等名
      日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非遺伝子改変動物における細胞種特異的なウイルス感染法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      釜口 力, 大月 祥子, 山口 真広, 田村 朋則, 森本 菜央, 浜地 格, 小坂田文隆
    • 学会等名
      日本薬学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セロトニン作動性ニューロンがショウジョウバエ聴覚応答の行動時間を調節する2020

    • 著者名/発表者名
      森本 菜央、恩田 将成、石田 彩乃、竹内 遼介、磯部 圭佑、上川内 あづさ、小坂田文隆
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 神経回路の構造と機能を明らかにするウイルス遺伝子工学とイメージング技術2020

    • 著者名/発表者名
      小坂田文隆
    • 学会等名
      視覚科学フォーラム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経回路の相互作用解析を可能にする新規ウイルスベクターの開発2020

    • 著者名/発表者名
      岩田萌, 入江崇, 川端涼子, 鈴木俊章, 森本菜央, 坂口剛正, 中西真人, 小坂田文隆
    • 学会等名
      日本薬学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 神経回路を標識する狂犬病ウイルスベクターの開発とその応用2020

    • 著者名/発表者名
      小坂田文隆
    • 学会等名
      東京大学医学部機能生物学セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multimodal integration in the core region of the dorsal lateral geniculate nucleus revealed by the monosynaptic rabies virus tracing2020

    • 著者名/発表者名
      沖川沙由美、小坂田文隆
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Projection-specific cortico-cortical transformations in the mouse visual system2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      9th FAOPS CONGRESS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modulation of visual representation in the brain2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Transsynaptic mapping and optical imaging of neural circuits in the mouse visual system2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      The 9th BRI International Symposium
    • 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] Brain-wide mapping of neural circuits with rabies viral vectors2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      東京大学 LSBM Seminar Series
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Viral and Imaging Approaches Toward Understanding Neural Circuits in the Mouse Visual System2019

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      MPFI-JST Joint Workshop on Neuroscience and Single Cell Analysis
    • 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] Mechanisms of target-specific cortico-cortical transformations in the mouse visual system2018

    • 著者名/発表者名
      Fumitaka Osakada
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] バイオイノベーションに向けて ~バイオテクノロジーの新技術からの新しい視点~2019

    • 著者名/発表者名
      山口真広, 森本菜央, 小坂田文隆
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      CMC
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 光切替器および観察装置2018

    • 発明者名
      小坂田文隆、磯部圭佑、緑川克美
    • 権利者名
      小坂田文隆、磯部圭佑、緑川克美
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-157215
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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