脳梁と視床-皮質神経回路形成におけるDraxinシグナルの役割

• 研究課題/領域番号: 21700382
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 新明 洋平 熊本大学, 大学院・生命科学研究部, 助教 (00418831)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: Draxin / 反発活性 / 脳梁 / 視床皮質神経 / draxin / 反撥活性

研究概要

本研究の目的は、我々が発見した新規ガイダンス分子であるDraxinに着目し、非常に複雑な脳神経回路の形成メカニズムの一端を明らかにする事である。本研究では、Draxinがユニークな役割を果たすと考えられる脳梁形成と視床皮質軸索投射に着目した。視床皮質軸索と皮質視床軸索は内包で直接的に相互作用し、最終的な標的にお互いをガイドする。パイオニア軸索を発するサブプレート神経が視床皮質軸索投射に必須であることが明らかにされているが、その過程に関わるガイダンス分子は報告されていない。我々は、Draxinの機能に関して以下の事を明らかにした。1)Draxinノックアウトマウスの視床皮質軸索は内包までは到達するが、その後大脳新皮質に投射されず、一部は外包に異常に投射する。2)Draxinはサブプレート神経を含む大脳新皮質に強く発現する。3)Draxin-Alkaline Phosphatase (AP)タンパク質は視床皮質軸索に結合する事から、視床皮質神経細胞にDraxin受容体が発現すると考えられる。さらに、Draxinは視床組織片からの神経突起に結合し、その伸長を阻害する。4)Draxinノックアウトマウスにおけるサブプレート神経の形成は正常である。以上の結果から、サブプレート神経を含む大脳新皮質から分泌されるDraxinが視床皮質軸索の内包から大脳新皮質への投射に必須のガイダンス分子であると考えられた。脳梁形成に関しては、Draxinの反発活性を仲介する受容体がdccである事を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Imaging of transgenic cricket embryos reveals cell movements consistent with a syncytial patterning mechanism. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Yoshizaki M., Ogawa S., Okamoto H., Shinmyo Y., Bando T., Ohuchi H., Noji S., Mito T.
  • 雑誌名: Curr.Biol. 20 ページ: 1641-1647
• [雑誌論文] Tsukushi is required for anterior commissure formation in mouse brain. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ito A., Shinmyo Y., Abe T., Oshima N., Tanaka H., Ohta K.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 402 ページ: 813-818
  • NAID: 120003020799
  • 査読あり
• [雑誌論文] Olfactory bulb axonal outgrowth is inhibited by draxin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ahmed G., Shinmyo Y., Naser I.B., Hossain M., Song X., Tanaka H.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 398 ページ: 730-734
  • NAID: 120003020798
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin is involved in the proper development of the dI3interneuron in chick spinal cord. (2010)
  • 著者名/発表者名: Su Y., Zhang S., Islam S.M., Shinmyo Y., Naser I.B., Ahmed G., Tanaka H.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 239 ページ: 1654-16632010
  • 査読あり
• [雑誌論文] PC3 is involved in the shift from proliferation to differentiation and maturation in spiral ganglion neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashida M., Minoda R., Shinmyo Y., Ohta K., Tanaka H., Yumoto E.
  • 雑誌名: Neuroreport 21 ページ: 90-932010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin, a repulsive axon guidance protein, is involved in hippocampal development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhang S., Su Y, Shinmyo Y., Islam S.M., Naser I.B., Ahmed G., Tamamaki N., Tanaka H.
  • 雑誌名: Neurosci.Res. 66 ページ: 53-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Olfactory bulb axonal outgrowth is inhibited by draxin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ahmed Giasuddin
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 398(4) ページ: 730-734
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin is involved in the proper development of the dI3 interneuron in chick spinal cord. (2010)
  • 著者名/発表者名: Su Yuhong
  • 雑誌名: Dev Dyn 巻: 239(6) ページ: 1654-1663
  • 査読あり
• [雑誌論文] PC3 is involved in the shift from proliferation to differentiation and maturation in spiral ganelion neurons. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, et al
  • 雑誌名: Neuroreport Vol.21 No.2 ページ: 90-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin, an axon guidance protein, affects chick trunk neural crest migration. (2009)
  • 著者名/発表者名: Su Y., Naser I.B., Islam S.M., Zhang S., Ahmed G., Chen S., Shinmyo Y., Kawakami M., Yamamura K., Tanaka H.
  • 雑誌名: Dev.Growth Differ. 51 ページ: 787-796
  • NAID: 10027562450
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of a repulsive axon guidance molecule, draxin, on ventrally directed axon projection in chick early embryonic midbrain. (2009)
  • 著者名/発表者名: Naser I.B., Su Y., Islam S.M., Shinmyo Y., Zhang S., Ahmed G., Chen S., Tanaka H.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 332 ページ: 351-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] 反撥性ガイダ ンス分子draxinは脊髄と大脳の交連線維形成に必須である (2009)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平、田中英明
  • 雑誌名: 実験医学 Vol.27, No.9(6月号) ページ: 1376-1379
• [雑誌論文] Draxin, a repulsive guidance protein for spinal cord and forebrain commissures. (2009)
  • 著者名/発表者名: Islam S.M.Shinmyo Y., Okafuji T., Su Y., Naser I.B., Ahmed G., Zhang S., Chen S., Ohta K., Kiyonari H., Abe T., Tanaka S., Nishinakamura R., Terashima T., Kitamura T., Tanaka H.
  • 雑誌名: Science These authors contributed equally to this work. 323 ページ: 388-393
  • 査読あり
• [雑誌論文] 反撥性ガイダンス分子draxinは脊髄と大脳の交連線維形成に必須である (2009)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平、田中英明
  • 雑誌名: 実験医学 Vol.27 No.9 ページ: 1376-1379
• [雑誌論文] Analysis of a repulsive axon guidance molecule, draxin, on ventrally directed axon projection in chick early embryonic midbrain. (2009)
  • 著者名/発表者名: Naser, et al
  • 雑誌名: Developmental Biology Vol.332 ページ: 351-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin, an axon guidance protein, affects chick trunk neuralcrest migration. (2009)
  • 著者名/発表者名: Su, et al
  • 雑誌名: Development, Growth and Differentiation Vol.51 No.9 ページ: 787-796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin, a repulsive axon guidance protein, is involved in hippocampal development. (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhang, et al
  • 雑誌名: Neuroscience Research Vol.66 No.1 ページ: 53-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ancestral functions of Delta/Notch signaling in the formation of body and leg segments in the cricket Gryllus bimaculatus.
  • 著者名/発表者名: Mito T.Shinmyo Y.Kurita K., Nakamura T., Ohuchi H., Noji S.
  • 雑誌名: Development in revision : These authors contributed equally to this work.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Draxin Inhibits Axonal Outgrowth through the Netrin Receptor DCC.
  • 著者名/発表者名: Ahmed G., Shinmyo Y., Ohta K., Islam S.M., Hossain M., Naser I.B., Riyadh A., Su Y., Zhang S., Tessier-Lavigne M., Tanaka H.
  • 雑誌名: J.Neurosci in revision
  • 査読あり
• [学会発表] draxin has a unique role for the guidance of thalamocortical projections (2011)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shinmyo, MD Riyadh, Iftekhar Bin Naser, Giasuddin Ahmed, Mahmud Hossain, Xiaohong Song, Kunimasa Ohta, Hideaki Tanaka.
  • 学会等名: 日本発生生物学会44回大会
  • 発表場所: 沖縄 沖縄コンベンションセンター
• [学会発表] draxin is essential for the guidance of thalamocortical projections (2010)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shinmyo, Tatsuya Okafuji, Iftekhar Bin Naser, Giasuddin Ahmed, Mahmud Hossain, Xiaohong Song, Kunimasa Ohta, Hideaki Tanaka
  • 学会等名: 日本発生生物学会43回大会
  • 発表場所: 京都 国立京都国際会議
• [学会発表] Draxin is essential for the guidance of thalamocortical projections (2010)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平
  • 学会等名: 第43回日本発生生物学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
• [学会発表] A novel repulsive guidance protein, draxin (2009)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shinmyo, Shahidul Islam, Tatsuya Okafuji, Yuhong Su, Iftekhar Naser, Giasuddin Ahmed, Sanbing Zhang, Kunimasa Ohta, Hideaki Tanaka.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋 名古屋国際会議場
• [学会発表] A novel repulsive guidance protein, Draxin (2009)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shinmyo, Shahidul Islam, Tatsuya Okafuji, Yuhong Su, Iftekhar Naser, Giasuddin Ahmed, Sanbing Zhang, Kunimasa Ohta, Hiroshi Kiyonari, Takaya Abe, Hideaki Tanaka
  • 学会等名: 日本発生生物学会42回大会
  • 発表場所: 新潟 朱鷲メッセコンベンションセンター
• [学会発表] A novel repulsive guidance protein, Draxin. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yohei Shinmyo.
  • 学会等名: Construction and Reconstruction of the Brain.
  • 発表場所: 淡路 淡路島夢舞台国際会議場
• [学会発表] A Novel repulsive Axon Guidance Protein, Draxin (2009)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平
  • 学会等名: 第42回大会日本発生生物学会
  • 発表場所: 新潟・朱鷲メッセコンベンションセンター
• [学会発表] Draxin, a novel chemorepulsive axon guidance protein (2009)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋・名古屋国際会議場
• [学会発表] A novel chemorepulsive axon guidance protein, draxin (2009)
  • 著者名/発表者名: 新明洋平
  • 学会等名: Construction and Reconstruction of the Brain
  • 発表場所: 兵庫・夢舞台国際会議場