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ブロードマン脳地図形成の分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 19H03237
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44020:発生生物学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

花嶋 かりな  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (80469915)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード大脳新皮質 / ブロードマン脳地図 / 領野 / 神経幹細胞 / 細胞移動 / 大脳皮質 / 発生 / ニューロン / パターニング
研究開始時の研究の概要

近年の神経科学の進展により、大脳皮質の層特異的な神経回路の形成を担う分子やその作用機序が明らかになりつつある。一方で、大脳皮質の進化において表面積の増加とともに数が増大し、脳の機能局在をあらわす領野の構築メカニズムについては、知見が極めて乏しい。本研究は「ブロードマン脳地図はどのようなメカニズムによりつくられるのか?」という未解決の問いに挑むために、発生期大脳皮質の領野特異的細胞に発現する分子の機能に焦点をあてることで哺乳類特有の脳地図を解読し、大脳皮質神経回路の情報処理特性と動作原理の解明に向けて新たな伸展を狙うものである。

研究成果の概要

本研究では、ブロードマン脳地図の形成メカニズムという未解明の問題に挑むため、発生期の大脳皮質に発現する分子の機能と、領野ごとの細胞構築の違いを生み出す細胞動態に焦点を当て、大脳皮質領野の構築メカニズムを明らかにすることを目的とした。具体的に、大脳皮質の領野間の境界における新生ニューロンの挙動の違いに着目し、細胞の遺伝学的標識とライブイメージングを用いて、同時期に生み出されるニューロンの動態を可視化・制御した。これにより、異なる領野に統合される細胞のふるまいや、領野特異的に作動する細胞の分化プログラムを明らかにし、ブロードマン脳地図における細胞構築の差異を生み出す分子・細胞基盤を初めて確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ブロードマン脳地図が報告されて以来未解明であった大脳皮質領野形成機構に関する新たな知見を得た。時期特異的神経細胞の操作とバイオインフォマティクス、遺伝学的手法を統合的に使用した解析により、大脳皮質の細胞構築の形成原理が明らかになった。この成果により、ヒトで最も増加した領野の細胞構築学的な意義が明らかになり、知覚や随意運動などを司る高次脳機能を担う領野特異的なニューロンの分化制御機構およびその機能不全の理解に貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Freiburg(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Involvement of strawberry notch homologue 1 in neurite outgrowth of cortical neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Erkhembaatar Munkhsoyol、Yamamoto Iroha、Inoguchi Fuduki、Taki Kosuke、Yamagishi Satoru、Delaney Leanne、Mariko Nishibe、Abe Takaya、Kiyonari Hiroshi、Hanashima Carina、Naka‐kaneda Hayato、Ihara Dai、Katsuyama Yu
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 64 号: 7 ページ: 379-394

    • DOI

      10.1111/dgd.12802

    • 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] Beyond Axon Guidance: Roles of Slit-Robo Signaling in Neocortical Formation2020

    • 著者名/発表者名
      Gonda Y, Namba T, Hanashima C.
    • 雑誌名

      Front Cell Dev Biol

      巻: 8 ページ: 607415-607415

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.607415

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription and Beyond: Delineating FOXG1 Function in Cortical Development and Disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Hou Pei-Shan、hAilin Darren O、Vogel Tanja、Hanashima Carina
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 14 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fncel.2020.00035

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] RECK in Neural Precursor Cells Plays a Critical Role in Mouse Forebrain Angiogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Li Huiping、Miki Takao、Almeida Glicia Maria de、Hanashima Carina、Matsuzaki Tomoko、Kuo Calvin J.、Watanabe Naoki、Noda Makoto
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 19 ページ: 559-571

    • DOI

      10.1016/j.isci.2019.08.009

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensory cortex wiring requires preselection of short- and long-range projection neurons through an Egr-Foxg1-COUP-TFI network2019

    • 著者名/発表者名
      Hou Pei-Shan、Miyoshi Goichi、Hanashima Carina
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11043-w

    • 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
  • [学会発表] Specification and integration of glutamatergic neuron subtypes in the cerebral cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Carina Hanashima
    • 学会等名
      ISN-APSN 2022, Symposium ‘Cerebral Cortex Assembly: neuron migration, folding and connectivity’
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal subtype transitions and integration in the cerebral cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Carina Hanashima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference ‘Molecular and Cellular Neurobiology’
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of neocortical layer 4 development2022

    • 著者名/発表者名
      Naoto Ohte and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of spiny stellate-specific dendritic morphology acquisition in the neocortex2022

    • 著者名/発表者名
      Misa Cho and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The mechanisms of sensory input neuron production in the avian pallium2022

    • 著者名/発表者名
      Ryoka Katayama, Takuma Kumamoto, Chiaki Ohtaka-Maruyama, and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Foxg1 and Brn2 cooperatively regulate the temporal production of upper-layer neurons in the developing neocortex Me2022

    • 著者名/発表者名
      Zi Chao Ngiam, Kenichi Toma, and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大脳新皮質第 4 層発達過程の時空間的遺伝子発現と統合ダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      大手直人、侯 珮珊、西山千尋、花嶋かりな
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Transcriptional and post-transcriptional mechanisms of Brn2-mediated upper-layer neurogenesis in the cerebral cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Zi Chao Ngiam and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Retrosplenial cortexの特異性に関わる遺伝子と層構造構築過程の解析2022

    • 著者名/発表者名
      白坂みさの、花嶋かりな
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Robo1 signaling-mediated Golgi apparatus dynamics determine the dendritic morphology of layers 2/3 pyramidal neurons in the cerebral cortex2022

    • 著者名/発表者名
      Yuko Gonda and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of neocortical layer 4 neuron development during the postnatal period2021

    • 著者名/発表者名
      Naoto Ohte, Hou Pei-Shan, Chihiro Nishiyama, and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the specific genes and laminae constructions of retrosplenial cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Misano Shirasaka, Marina Fujimoto, and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Molecular control of layer-specific dendritic formation of neocortical neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Yuko Gonda, Tatsunori Seki, and Carina Hanashima
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会/第1回CJK国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Roles of early-born neurons in the assembly of the neocortical circuit2020

    • 著者名/発表者名
      Carina Hanashima
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Cellular and molecular mechanisms of neocortical integration through area-specific migration mode2020

    • 著者名/発表者名
      Rui Iizuka, Peishan Hou, Chihiro Nishiyama, and Carina Hanashima
    • 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] Spatiotemporal dynamics of molecular and laminar organization of the retrosplenial cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Misano Shirasaka, Marina Fujimoto, and Carina Hanashima
    • 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] Transcription regulation of neurite growth by Strawberry Notch Homolog 12020

    • 著者名/発表者名
      Munkhsoyol Erkhembaatar, Keito Minemori, Iroha Yamamoto, Takashi Imaz, Fuduki Inoguchi, Carina Hanashima, Satoru Yamagishi, Hayato Naka-Kaneda, and Yu Katsuyama
    • 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] Preselection of long- and short-range projection neurons through reciprocal Foxg1 and COUP-TFI actions establish the sensory cortical circuit2019

    • 著者名/発表者名
      侯 珮珊, 花嶋 かりな
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of JSDB
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mechanisms of neuronal subtype specification and integration in the cerebral cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Carina Hanashima
    • 学会等名
      Baikal Neuroscience Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質領野形成における放射状グリア細胞の役割2019

    • 著者名/発表者名
      入江 浩一郎, 西山 千尋, 花嶋 かりな
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会 Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質領野形成における放射状グリア細胞の役割2019

    • 著者名/発表者名
      入江 浩一郎, 西山 千尋, 花嶋 かりな
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脳梁膨大後部皮質特有の神経回路構築を担う分子機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      白坂みさの, 藤本真里奈, 花嶋かりな
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] https://hanashima-lab.wixsite.com/waseda

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] https://hanashima-lab.wixsite.com/waseda

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Hanashima Lab Website

    • URL

      https://hanashima-lab.wixsite.com/waseda

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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