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神経発生プログラム脆弱仮説の検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H03345
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46010:神経科学一般関連
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

平田 たつみ  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (80260587)

研究分担者 小出 剛  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 准教授 (20221955)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード誕生日タグづけ法 / 発達性障害 / マウス / 神経発生 / 化学遺伝学 / neuroGT
研究開始時の研究の概要

発達性障害は社会的にも大きな問題であるが、多種多様な症状が混在し原因の手がかりすらつかめない。本提案では、代表者が開発した「誕生日タグづけマウス」を用いて、この混沌とした障害を神経発生の観点から解析する。発生期には、最も脆弱であるといわれる誕生したばかりの神経細胞は移り変わる。結果として、なんらかの撹乱を受けた胎児期のタイミングが、障害される神経細胞集団を決め、生じる症状を方向づけるのではないだろうか?このような感受性期と症状との因果関係は、人間集団を対象とした疫学的後向き研究では解析できない。本研究では実験生物学的に、神経発生の障害タイミングと現れる症状との間の相関を解明する。

研究成果の概要

妊娠中の体内環境の撹乱により、ちょうどその時最も脆弱である誕生したばかりの神経細胞が障害され、多様な発達性障害の症状が発現するのではないかという仮説を検証した。代表者が開発した「誕生日タグづけ法」を用いて、マウス胎児期の特定のタイミングで誕生する神経細胞集団に遺伝子組換えタグを導入した。このマウスが成体になってから、タグづけされた神経細胞集団の活動を化学遺伝学的に操作し、マウス個体に生じる神経機能障害のパターンを調べた。その結果、神経発生のタイミングと出現する症状との間に明確な関係性を見出した。発達障害でよく観察される症状も含まれており、「神経発生プログラム脆弱仮説」の確からしさが支持された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

発達性障害は社会的にも大きな問題であるが、多種多様な症状が混在し、原因の手がかりすらつかめない。本研究で、その混沌を解く鍵が神経発生のタイミングにある可能性が示唆された。人間集団を対象とした疫学的研究ではこのような因果関係は解析できないため、本研究のような実験生物学的な試みは極めて貴重であると考えられえる。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A global gene regulatory program and its region-specific regulator partition neurons into commissural and ipsilateral projection types2024

    • 著者名/発表者名
      Aki Masuda, Kazuhiko Nishida, Rieko Ajima, Yumiko Saga, Marah Bakhtan, Avihu Klar, Tatsumi Hirata, Yan Zhu
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 10 号: 21

    • DOI

      10.1126/sciadv.adk2149

    • 関連する報告書
      2022 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] Olfactory information processing viewed through mitral and tufted cell-specific channels2024

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tatsumi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 18 ページ: 1382626-1382626

    • DOI

      10.3389/fncir.2024.1382626

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Segmentation of Mouse Brain Slices with Unsupervised Domain Adaptation Considering Cross-sectional Locations2024

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Yuki、Suehara Kazuki、Hirata Tatsumi、Tohsato Yukako
    • 雑誌名

      IPSJ Transactions on Bioinformatics

      巻: 17 号: 0 ページ: 33-39

    • DOI

      10.2197/ipsjtbio.17.33

    • ISSN
      1882-6679
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neurogenic timing of the inferior olive subdivisions is related to the olivocerebellar projection topography2023

    • 著者名/発表者名
      Luo Yuanjun、Chao Yuhan、Owusu-Mensah Richard Nana Abankwah、Zhang Jingyun、Hirata Tatsumi、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 7114-7114

    • DOI

      10.1038/s41598-023-33497-1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale Image Processing and Three-Dimensional Reconstruction of Mouse Brains with Neurogenic-Tagged Neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Hiroto、Shimojo Yuki、Hirata Tatsumi、Tohsato Yukako
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th International Conference on Biomedical Engineering and Technology

      巻: ー ページ: 1-7

    • DOI

      10.1145/3620679.3620680

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spontaneous activity in whisker-innervating region of neonatal mouse trigeminal ganglion2022

    • 著者名/発表者名
      Banerjee Piu、Kubo Fumi、Nakaoka Hirofumi、Ajima Rieko、Sato Takuya、Hirata Tatsumi、Iwasato Takuji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 16311-16311

    • DOI

      10.1038/s41598-022-20068-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NeuroGT: A brain atlas of neurogenic tagging CreER drivers for birthdate-based classification and manipulation of mouse neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Hirata Tatsumi、Tohsato Yukako、Itoga Hiroya、Shioi Go、Kiyonari Hiroshi、Oka Sanae、Fujimori Toshihiko、Onami Shuichi
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 1 号: 3 ページ: 100012-100012

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2021.100012

    • 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] Striped Distribution Pattern of Purkinje Cells of Different Birthdates in the Mouse Cerebellar Cortex Studied with the Neurog2-CreER Transgenic Line2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Jingyun、Tran-Anh Khoa、Hirata Tatsumi、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 462 ページ: 122-140

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.07.028

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemokine receptor CXCR7 non-cell-autonomously controls pontine neuronal migration and nucleus formation2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Yan、Hirata Tatsumi、Mackay Fabienne、Murakami Fujio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 11830-11830

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68852-z

    • 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] Common Origin of the Cerebellar Dual Somatotopic Areas Revealed by Tracking Embryonic Purkinje Cell Clusters with Birthdate Tagging2020

    • 著者名/発表者名
      Tran-Anh Khoa、Zhang Jingyun、Nguyen-Minh Viet Tuan、Fujita Hirofumi、Hirata Tatsumi、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 7(6) ENEURO.0251~20.2020 号: 6 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1523/eneuro.0251-20.2020

    • 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] How Do Cortical Excitatory Neurons Terminate Their Migration at the Right Place? Critical Roles of Environmental Elements2020

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Hatanaka and Tatsumi Hirata
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 8 ページ: 596708-596708

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.596708

    • 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
  • [学会発表] 神経発生の原理を利用した神経科学研究2023

    • 著者名/発表者名
      平田たつみ
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経分化の初期に優勢な間接的ニューロン新生は、直接的ニューロン新生と同様に、誕生日依存的な皮質ニューロンサブタイプの産生を行う2023

    • 著者名/発表者名
      畠中 由美子、平田 たつみ
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞の誕生日タグづけ法を用いた神経細胞と身体生理表現型との体系的関連づけ2023

    • 著者名/発表者名
      平田たつみ
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大規模なマウスの脳切片画像の画像処理と三次元再構築2022

    • 著者名/発表者名
      川端 宏知、下條 優貴、平田たつみ、遠里 由佳子
    • 学会等名
      第25回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度なマウス脳画像の領域検出にむけた 画像の前後処理法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      下條 優季、平田 たつみ、遠里 由佳子
    • 学会等名
      第25回 画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習による高解像度なマウス脳切片画像の領域検出に向けた画像処理法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      下條優季、平田 たつみ、遠里 由佳子
    • 学会等名
      第11回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NeuroGTのマウス全脳画像の三次元再構築2022

    • 著者名/発表者名
      川端 宏知、下條 優貴、平田 たつみ、遠里 由佳子
    • 学会等名
      第11回生命医薬情報学連合大会(IIBMP2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Purkinje cell clusters in the murine embryonic cerebellum2022

    • 著者名/発表者名
      Luo Yuanjun、Tran-Anh Khoa、Hirata Tatsumi、Sugihara Izumi
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NeuroGT: A brain atlas of neurogenic tagging CreER drivers for birthdate-based classification and manipulation of mouse neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Hirata, Yukako Tohsato, Hiroya Itoga, Go Shioi, Hiroshi Kiyonari, Sanae Oka, Toshihiko Fujimori and Shuichi Onami
    • 学会等名
      第54回日本発生学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] NeuroGT:神経細胞の誕生日タグづけ用CreERドライバーマウスの脳アトラス2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Hirata, Yukako Tohsato, Hiroya Itoga, Go Shioi, Hiroshi Kiyonari, Sanae Oka, Toshihiko Fujimori and Shuichi Onam
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Launching NeuroGT: a brain atlas of neurogenic tagging CreER drivers for birthdate-based classification and manipulation of mouse neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Hirata, Yukako Tohsato, Hiroya Itoga, Go Shioi, Hiroshi Kiyonari, Sanae Oka, Toshihiko Fujimori and Shuichi Onami
    • 学会等名
      北米神経科学学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NeuroGT:神経細胞の誕生日タグづけ用CreERドライバーマウスの脳アトラス2021

    • 著者名/発表者名
      平田たつみ、遠里由佳子、糸賀裕弥、塩井剛、清成寛、岡早苗、藤森俊彦、大浪修一
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会、ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The proportion of neurons that generate via indirect neurogenesis is higher during the early stages of mouse corticogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      HATANAKA Yumiko, and HIRATA Tatsumi
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Birthdate-dependent compartmentalization of the cerebellar cortex in the mouse2020

    • 著者名/発表者名
      Jingyun Zhang, Khoa Tran-Anh, Tatsumi Hirata, and Izumi Sugihara
    • 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] Sema6A-PlxnA2/A4シグナルは皮質の層構造形成と嗅覚中枢神経回路の投射を制御する2020

    • 著者名/発表者名
      川崎 能彦, 畠中 由美子, 平田 たつみ
    • 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] 遺伝学的標識法による手綱核亜核の神経活動操作2020

    • 著者名/発表者名
      譚 婉琴, 松股 美穂, 相田 知海, 石久保 春美, 宇佐美 貴子, 田中 光一, 平田 たつみ, 相澤 秀紀
    • 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
  • [備考] “誕生日タグづけ”マウスの脳画像データベース「NeuroGT」を公開

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2021/05/research-highlights_ja/pr20210525.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] NeuroGT

    • URL

      https://ssbd.riken.jp/neurogt/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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