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神経活動依存的な嗅回路構築の原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K14712
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

中嶋 藍  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (60706331)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード嗅覚 / 発生 / 神経活動 / 回路形成 / 嗅覚系 / 神経回路構築
研究成果の概要

本研究では、マウス嗅覚系における神経活動依存的な神経回路の形成機構を解明すべく、嗅細胞における神経活動の記録および操作の実験を行った。その結果、①個々の嗅細胞に発現する嗅覚受容体という情報は神経活動の自発発火パターンへと変換されること、②それぞれの神経活動パターンは異なる軸索選別分子の発現を誘導すること、③嗅覚受容体の種類という情報は神経活動パターンを介して分子発現を誘導し、それらの分子発現によって回路の精緻化が行われることを明らかにした。この結果は、『神経活動の同期性』を前提としたヘブ則とは異なる『神経活動の時間的なパターン』に基づいた新奇の回路形成機構が存在することを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

発達期における神経細胞の適切な活動とそれに伴う回路の成熟は、その後の我々の高度な行動・機能発現に極めて重要な役割を果たすことが知られている。したがって、その機構の解明は神経科学における重要なテーマの一つである。本研究課題の成果は、神経活動依存的な回路形成の新奇メカニズムの存在を意味しており、嗅覚系のみならず他の脳領域においても複雑なネットワークを構築する仕組みとして敷衍できる可能性があると期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structured spike series specify gene expression patterns for olfactory circuit formation.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakashima, A., Ihara, N., Shigeta, M., Kiyonari, H., Ikegaya, Y., Takeuchi, H.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 365(6448) 号: 6448

    • DOI

      10.1126/science.aaw5030

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sharp wave-associated activity patterns of olfactory cortical neurons in the mouse piriform cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Katori K, Manabe H, Nahashima A, Eerdunfu, Ikegaya Y, and Takeuchi H
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 48 号: 10 ページ: 3246-3254

    • DOI

      10.1111/ejn.14099

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structured spike series specify gene expression patterns for olfactory circuit formation2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第22回日韓薬理合同セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The temporal pattern of neuronal activity rather than its synchronicity refines olfactory codes in the brain2019

    • 著者名/発表者名
      Nakashima, A., Ihara, N., Ikegaya, Y., Takeuchi, H.
    • 学会等名
      The 48th Naito Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell-type-specific patterned activities specify gene expression patterns for olfactory circuit formation2019

    • 著者名/発表者名
      Nakashima, A., Ihara, N., Ikegaya, Y., Takeuchi, H.
    • 学会等名
      ISMNTOP/YRUF/AISCRIB2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 嗅神経回路形成のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第140回日本薬理学会関東部会シンポジウム・次世代薬理学セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動パターン依存的な嗅覚回路形成2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経活動パターン依存的な嗅覚神経回路の形成機構2019

    • 著者名/発表者名
      伊原尚樹、中嶋藍、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      日本味と匂学会第53回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚梨状皮質の細胞種分類2019

    • 著者名/発表者名
      中嶋藍、伊原直樹、香取和生、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第53回日本味と匂学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 神経活動パターンに依存した嗅覚神経回路の形成機構2019

    • 著者名/発表者名
      伊原尚樹、中嶋藍、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 梨状皮質における睡眠時の神経活動2019

    • 著者名/発表者名
      香取和生、竹内春樹
    • 学会等名
      The 6th Chemosensation and Behavior Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A non-Hebbian activity-dependent mechanism underlying olfactory circuit formation2018

    • 著者名/発表者名
      竹内春樹、中嶋藍、伊原尚樹、池谷裕二
    • 学会等名
      日本味と匂学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス嗅覚系の神経回路の堅牢性に関わる軸索選別分子の発現2018

    • 著者名/発表者名
      山下龍馬、中嶋藍、野仲航司、伊原尚樹、井ノ口霞、エルドンフ、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      第139回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 嗅覚皮質における睡眠時の規則的な神経活動2018

    • 著者名/発表者名
      香取和生、眞部寛之、中嶋藍、エルドンフ、佐々木拓哉、池谷裕二、竹内春樹
    • 学会等名
      東京大学こころの多様性と適応の統合的研究機構シンポジウム「こころの適応を探る」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Nakashima A, Ihara N and Ikegaya Y
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting: Molecular Mechanisms of Neuronal Connectivity
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Sequential activities of cortical neurons in the mouse piriform cortex during sharp wave2018

    • 著者名/発表者名
      Katori, K., Manabe, H., Nakashima, A., Sasaki, T., Ikegaya, Y., Takeuchi H
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi H, Nakashima A, Ihara N and Ikegaya Y
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Molecular and Cellular Neurobiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] A Combinatorial expression of axon-sorting molecules ensures robustness to neural activity changes for neural map formation in the mouse olfactory system2018

    • 著者名/発表者名
      Ihara N, Nakashima A, Nonaka K, Ihara N, Ikegaya Y, and Takeuchi H
    • 学会等名
      Gordon Gordon Research Conference: Molecular and Cellular Neurobiology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Patterned, but not synchronous spontaneous activity of developing olfactory neurons regulates olfactory receptor-specific axon sorting2018

    • 著者名/発表者名
      Nakashima A, Ihara N, Ikegaya Y, Takeuchi H
    • 学会等名
      22nd Biennial Meeting of the International Society of Developmental Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] トピックス:神経回路形成の新たなルールを解明

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=3&key=1560141523

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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