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神経幹細胞の光操作を用いた生後脳ニューロン新生の機能的意義の全脳レベルでの解析

研究課題

研究課題/領域番号 21H02485
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
研究機関京都大学

研究代表者

今吉 格  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60543296)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワードニューロン新生 / 海馬 / 神経幹細胞 / 光操作 / 遺伝子発現 / 転写因子 / 光遺伝学 / 神経発生 / 神経可塑性 / 全脳イメージング / 記憶 / 学習
研究開始時の研究の概要

哺乳類の脳神経系を構成するニューロンのほとんどは胎児発生期においてのみ産生されると考えられてきたが、近年の研究により、生後脳・成体脳にも神経幹細胞が存在し、特定の脳領域ではニューロンの新生が続いていることが明らかになってきた。ニューロン新生の機能的・生理的意義についても研究が進んでいるが、全脳レベルでの神経回路の発達・成熟・恒常性維持における生理的意義については未だ明らかになっておらず、本研究課題では、記憶痕跡細胞を蛍光標識できる遺伝子改変マウスと、全脳イメージングシステムを用いて解析を行う。

研究成果の概要

哺乳類の脳神経系を構成するニューロンのほとんどは胎児発生期においてのみ産生されると考えられてきたが、近年の研究により、生後脳・成体脳にも神経幹細胞が存在し、特定の脳領域ではニューロンの新生が続いていることが明らかになってきた。ニューロン新生の機能的・生理的意義についても研究が進んでいるが、全脳レベルでの神経回路の発達・成熟・恒常性維持における生理的意義については未だ明らかになっていなかった。本研究課題の成果により、特に、記憶の忘却や修正過程において、どのように新生ニューロンが関与しているのかについて、そのメカニズムが明らかになった。また、遺伝子発現の光操作手法のアップデートに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請課題で得られた研究成果により、生後脳・成体脳におけるニューロン新生が、哺乳類の脳神経回路の発達・成熟・恒常性維持においてどのような役割を担っているのかについて、その一端が全脳レベルで明らかになったとともに、ニューロン新生という現象の進化的意義や、将来の脳神経系の再生医療実現につながる新規知見が得られた。また、神経幹細胞の光操作のために開発した各種光作動性転写因子は、幹細胞の人工的操作に限らず、さまざまな生命科学や基礎医学研究に応用可能であると期待される。

報告書

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

    (15件)

すべて 2024 2023 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Scale Space Calibrates Present and Subsequent Spatial Learning in Barnes Maze in Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Tachiki Yuto、Suzuki Yusuke、Kurahashi Mutsumi、Oki Keisuke、Mavuk Ozg?n、Nakagawa Takuma、Ishihara Shogo、Gyoten Yuichiro、Yamamoto Akira、Imayoshi Itaru
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 10 号: 6 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1523/eneuro.0505-22.2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancement of Vivid-based photo-activatable Gal4 transcription factor in mammalian cells2023

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, S.C., Fukuda, T.D., Yamada, M., Suzuki, Y.I., Kakutani, R., Guy, A.T. and *Imayoshi, I.
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 48 号: 1 ページ: 31-47

    • DOI

      10.1247/csf.22074

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 動物個性の創発におけるニューロン新生の関与の可能性について2024

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      未踏探索における個性と集団の役割 Workshops 2024 Feb
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光遺伝学ツールを使った神経幹細胞の分化制御メカニズムの解析2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子発現の光制御手法を用いた神経幹細胞の制御メカニズムの解析2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      脳神経回路の形成・動作と制御の現在と未来
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      ASHBi Workshop "Towards engineering embryonic development"
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経幹細胞の分化運命決定を担う転写因子発現動態の光遺伝学的解析2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      第157回 Brain Club Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      Cellular Mechanisms of Learning and Memory
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      Intrenational Symposium on Neural Development and Diseases
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhancement of Vivid-based Photo-Activatable Gal4 Transcription Factor in Mammalian Cells.2023

    • 著者名/発表者名
      長崎真治、今吉格
    • 学会等名
      第16回神経発生討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      Cellular mechanisms of learning and memoryシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2023

    • 著者名/発表者名
      今吉格
    • 学会等名
      International Symposium on Neural Development and Diseases
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高速超解像から大規模3Dまで、バイオイメージングを遍くカバーする最新顕微鏡技術群2021

    • 著者名/発表者名
      今吉 格
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural stem cell regulatory mechanisms using optogenetics2021

    • 著者名/発表者名
      今吉 格
    • 学会等名
      第1回 CJK 国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of postnatal and adult neurogenesis in brain development and maturation2021

    • 著者名/発表者名
      今吉 格
    • 学会等名
      The 80th Fujihara Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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