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自発神経活動依存的な樹状突起の「勝ち」「負け」決定機構

研究課題

研究課題/領域番号 19K06886
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46010:神経科学一般関連
研究機関九州大学

研究代表者

藤本 聡志  九州大学, 医学研究院, 助教 (50586592)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード神経回路形成 / 樹状突起 / 自発神経活動 / 嗅球 / シナプス刈り込み / Rho GTPases / Rho GTPase / 光遺伝学
研究開始時の研究の概要

神経細胞が機能的な脳を構成するためには、シナプスの刈り込みを介した回路の精緻化が必要であり、その過程には神経活動の関与が示唆されている。本研究では、発達期の嗅覚僧帽細胞をモデルとして、樹状突起の選択的刈り込みを介した「勝ち」「負け」の決定が自発神経活動のタイミングや強度など、いかなるパラメーターよって制御されるのかについて明らかにする。

研究成果の概要

発達期において神経活動は樹状突起のリモデリングに重要な役割を果たしている。しかし、神経活動がどのようなメカニズムで単一の入力を受けるシナプスを安定化し、残りのシナプスを刈り込むかについてよくわかっていない。シナプス間での競合により「勝者」と「敗者」を決定する機構が想定されるが、実態は不明であった。本研究では、僧帽細胞をモデルとして、NMDA受容体-RhoAシグナルに依存したシナプスの局所的な保護機構と側方抑制がシナプス競合の実体であり、神経細胞の受容野形成の普遍的な原理であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

正しい回路が「作られる」仕組みは多く研究されてきたが、不要な回路の「刈り込み」の原理は長年の謎であった。発達期のシナプス再編成は脳のいたるところで起こっており、本研究で明らかとなったRhoAを介したシナプス競合と神経突起の刈り込み機構は、神経回路再編成における普遍的な原理であると考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 5件、 査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Automated neuronal reconstruction with super-multicolour fluorescence imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Leiwe Marcus N.、Fujimoto Satoshi、Baba Toshikazu、Moriyasu Daichi、Saha Biswanath、Sakaguchi Richi、Inagaki Shigenori、Imai Takeshi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 512984-512984

    • DOI

      10.1101/2022.10.20.512984

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] BMPR-2 gates activity-dependent stabilization of primary dendrites during mitral cell remodeling2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Aihara, Satoshi Fujimoto, Richi Sakaguchi, Takeshi Imai
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 号: 12 ページ: 109276-109276

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109276

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Post hoc Correction of Chromatic Aberrations in Large-Scale Volumetric Images in Confocal Microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Leiwe Marcus N.、Fujimoto Satoshi、Imai Takeshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroanatomy

      巻: 15 ページ: 0-1

    • DOI

      10.3389/fnana.2021.760063

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BMPR-2 gates activity-dependent stabilization of dendrites during mitral cell remodeling2020

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Aihara, Satoshi Fujimoto, Richi Sakaguchi, Takeshi Imai
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.10.30.358861

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spontaneous activity generated within the olfactory bulb establishes the discrete wiring of mitral cell dendrites2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Marcus N. Leiwe, Richi Sakaguchi, Yuko Muroyama, Reiko Kobayakawa, Ko Kobayakawa, Tetsuichiro Saito, Takeshi Imai
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/625616

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Activity-dependent lateral inhibition signals for synaptic competition2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      IRCN-iPlasticity International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity-dependent lateral inhibition signals for synaptic competition2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Marcus Leiwe, Shuhei Aihara, Richi Sakaguchi, Yuko Muroyama, Reiko Kobayakawa, Ko Kobayakawa, Tetsuichiro Saito, Takeshi Imai
    • 学会等名
      EMBO Workshop - Mechanisms of neuronal remodelling, 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シナプス競合による樹状突起刈り込みのメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      藤本聡志
    • 学会等名
      第5回これからの神経回路研究の会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Super-multicolour labelling of neurons for automated circuit reconstructions2022

    • 著者名/発表者名
      Marcus N. Leiwe, Satoshi Fujimoto, Toshikazu Baba, Takeshi Imai,
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity-dependent competition within a neuron ensures the discrete wiring of mitral cell dendrites2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Marcus N. Leiwe, Shuhei Aihara, Richi Sakaguchi, Yuko Muroyama, Reiko Kobayakawa, Ko Kobayakawa, Tetsuichiro Saito, Takeshi Imai
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BMPR-2 gates activity-dependent stabilization of dendrites during mitral cell remodeling2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Aihara, Satoshi Fujimoto, Richi Sakaguchi, Takeshi Imai
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸内感覚を担う迷走神経のin vivo カルシウムイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      武島光里, 藤本聡志, 稲垣成矩, 今井猛
    • 学会等名
      第72回西日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Activity-dependent competition within a neuron ensures the discrete wiring of mitral cell dendrites2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Marcus N. Leiwe, Shuhei Aihara, Richi Sakaguchi, Yuko Muroyama, Reiko Kobayakawa, Ko Kobayakawa, Tetsuichiro Saito, Takeshi Imai
    • 学会等名
      CSHL Meeting Molecular Mechanisms of Neuronal Connectivity
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selective dendrite stabilization is controlled by BMPR2 in developing mitral cells2020

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Aihara, Satoshi Fujimoto, Richi Sakaguchi, Takeshi Imai
    • 学会等名
      CSHL Meeting Molecular Mechanisms of Neuronal Connectivity
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activity-dependent competition within a neuron ensures the discrete wiring of mitral cell dendrites2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto
    • 学会等名
      遺伝研研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 生後発達期の嗅球における自発神経活動依存的な回路形成2019

    • 著者名/発表者名
      藤本聡志
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Spontaneous activity and olfactory circuit development2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujimoto, Marcus N. Leiwe, Shuhei Aihara, *Takeshi Imai
    • 学会等名
      中国神経科学学会第13回全国技術会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 解析方法、解析装置およびプログラム2021

    • 発明者名
      今井猛、マーカス ルーウィ、藤本聡志
    • 権利者名
      今井猛、マーカス ルーウィ、藤本聡志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-122029
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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