行動中のマウスにおける小脳ニューロンの活動とそのシナプス基盤

• 研究課題/領域番号: 22680031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 喜多村 和郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (60423159)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2010年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 神経科学 / 生理学 / パッチクランプ / 光子イメージング / ２光子イメージング / 運動 / 2光子イメージング

研究概要

小脳による運動の制御、運動学習メカニズムを明らかにするために、顕微鏡下で頭部固定に馴化させたマウスにおいて飲水運動や前肢レバー押し運動を課す運動課題装置を作成し、マウスに効率的に学習を行わせることに成功した。また、小脳皮質の機能単位である帯域構造と機能の関係を明らかにするために、小脳帯域を可視化できる遺伝子改変マウスを開発し、帯域の境界が登上線維応答の同期性と1細胞レベルの空間的精度で相関していること明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Spatiotemporal Dynamics of Functional Clusters of Neurons in the Mouse Motor Cortex during a Voluntary Movement. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hira, R., Ohkubo, F., Ozawa, K., Isomura, Y., Kitamura, K., Kano, M., Kasai, H. & Matsuzaki, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 33 ページ: 1377-1390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium-dependent regulation of climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano, M., Nakayama, H., Hashimoto, K., Kitamura, K., Sakimura, K. & Watanabe, M.
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiolemporal dynamics of functional clusters of neurons in mouse motor corlex during a voluntary movement (2013)
  • 著者名/発表者名: Hira R, Okubo F, Ozawa K, Isomura Y, KHamura K, Kano M, Kasai H, Matsuzaki M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 33 号: 4 ページ: 1377-90
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2550-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic calciumsignaling in cerebellar Purkinje cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K. & Kano, M.
  • 雑誌名: Neural Networks published online
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic inhibition regulates developmental synapse elimination in the cerebellum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, H., Miyazaki, T., Kitamura, K., Hashimoto, K., Yanagawa, Y., Obata, K., Sakimura, K., Watanabe, M. & Kano, M.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 74 ページ: 384-396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Matsuki, N. & Ikegaya, Y. Locally synchronized synaptic inputs. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, N., Kitamura, K., Matsuo, N., Mayford, M., Kano, M.
  • 雑誌名: Science 巻: 335 ページ: 353-356
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小脳 プルキンエ細胞樹状突起活動の in vivo イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎,橋本浩一,狩野方伸
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 26-33
• [雑誌論文] Dendritic calcium signaling in cerebellar Purkinje cell. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kitamura K
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: - ページ: 11-7
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2012.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Locally synchronized synaptic inputs (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Kitamura K, Matsuo N, Mayford M, Kano M, Matsuki N, Ikegaya Y
  • 雑誌名: Science 巻: 335 号: 6066 ページ: 353-356
  • DOI: 10.1126/science.1210362
  • 査読あり
• [雑誌論文] 小脳プルキンエ細胞樹状突起活動のin vivoイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎, 橋本浩一, 狩野方伸
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 26-33
• [雑誌論文] Dendritic calcium signaling triggered by spontaneous and sensory-evoked climbing fiber input to cerebellar Purkinje cells in vivo. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K. & Hausser, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci.31 ページ: 10847-10858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postsynaptic P/Q-type Ca2+ channel in Purkinje cell mediates synaptic competition and elimination in developing cerebellum. (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K., Tsujita, M.Miyazaki, T., Kitamura, K., Yamazaki, M., Shin, H.-S., Watanabe, M., Sakimura, K. & Kano, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 2447-2457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Invivo two-photonuncagingofglutamaterevealingthestructure-functionrelationshipsofdendriticspinesintheneocortexofadultmice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Noguchi,J.,Nagaoka,A.,Watanabe,S.,Ellis-Davies,G.C.,Kitamura,K.,Kano,M.,Matsuzaki,M.&Kasai,H.
  • 雑誌名: J.Physiol 巻: 589 ページ: 2447-2457
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic calcium signaling triggered by spontaneous and sensory-evoked climbing fiber input to cerebellar Purkinje cells in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K. & Hausser, M
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 31 号: 30 ページ: 10847-10858
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2525-10.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postsynaptic P/Q-type Ca(2+) channel in Purkinje cell mediates synaptic competition and elimination in developing cerebellum (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K.; Tsujita, M.; Miyazaki, T., et al
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 108(24) 号: 24 ページ: 9987-9992
  • DOI: 10.1073/pnas.1101488108
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo two-photon uncaging of glutamate revealing the structure-function relationships o f dendritic spines in the neocortex of adult mice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J., Nagaoka, A., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C.R., Kitamura, K., Kano, M., Matsuzaki, M. & Kasai H.
  • 雑誌名: J.Physiol. 巻: 589 号: 10 ページ: 2320-2329
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2011.207100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium-dependentregulationofclimbingfibersynapseeliminationduringpostnatalcerebellardevelopment.
  • 著者名/発表者名: Kano,M.,Nakayama,H.,Hashimoto,K.,Kitamura,K.,Sakimura,K.&Watanabe,M.
  • 雑誌名: J. Physiol.inpress
  • 査読あり
• [学会発表] マウスバレル皮質における感覚シナプス入力の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎、狩野方伸
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] マウス小脳における登上線維応答の同期性とAldolaseC 発現パ ターンとの関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堤新一郎、多田真弓、崎村建司、喜多村 和郎、狩野方伸
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Climbing fiber network refinement and desynchronization of Purkinje cell population activity during postnatal cerebellar development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jean-Marc Good, Kazuo Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano.
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] マウスバレル皮質における感覚シナプス入力の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎、狩野方伸
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] マウス小脳における登上線維応答の同期性とAldolaseC発現パターンとの関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堤新一郎、多田真弓、崎村建司、喜多村和郎、狩野方伸
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Climbing fiber network refinement and desynchronization of Purkinje cell population activity during postnatal cerebellar development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jean-Marc Good, Kazuo Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano
  • 学会等名: 第９０回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Visualization of an active ensemble of cortical neurons in vivo using a novel activity-dependent promoter E-SARE. (2012)
  • 著者名/発表者名: T. KAWASHIMA, K. KITAMURA, K. OHKI, K. SUZUKI, M. NONAKA, S. KAMIJO, S. TAKEMOTO-KIMURA, M. KANO, H. OKUNO, H. BITO.
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: New Orleans, USA.
• [学会発表] Postnatal climbing fiber synapse remodeling desynchronizes population activity of Purkinje cells in developing cerebellum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Jean- Marc Good, Kazuo Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano.
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 新規活動依存的プロモーターE- SARE を用いた、大脳皮質における機 能的回路の同定. (2012)
  • 著者名/発表者名: 川島 尚之、喜多村 和郎、大木 研一、 鈴木 敢三、 野中 美応、上條 諭志、竹 本 さやか、狩野 方伸、 奥野 浩行、尾 藤 晴彦.
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Heterogeneous organization of individual synaptic inputs in the mouse barrel cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura, Yuji Ikegaya, Masanobu Kano.
  • 学会等名: FENS Forum 2012
  • 発表場所: Barcelona, Spain.
• [学会発表] Spatial And Temporal Structure Of Cortical Microcircuit Activity For Generating Voluntary Movement. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hira R., Ohkubo F., Ozawa K., Isomura Y., Kitamura K., Kano M., Kasai H. & Matsuzaki M.
  • 学会等名: FENS Forum 2012
  • 発表場所: Barcelona, Spain.
• [学会発表] 光子イメージング による単一ニューロン・単一シナプスの 活動計測. (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎.生体内 2
  • 学会等名: 第2回睡眠研究会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 大脳皮質における感覚シナプス入力の可視化. (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎.
  • 学会等名: 生理研研究会「シナプス可塑性の動作原理?分子から行動で?」
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] Visualization of an active ensemble of cortical neurons in vivo using a novel activity-dependent promoter E-SARE (2012)
  • 著者名/発表者名: T. KAWASHIMA, K. KITAMURA, K. OHKI, K. SUZUKI, M. NONAKA, S. KAMIJO, S. TAKEMOTO-KIMURA, M. KANO, H. OKUNO, H. BITO
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: New Orleans
• [学会発表] Postnatal climbing fiber synapse remodeling desynchronizes population activity of Purkinje cells in developing cerebellum (2012)
  • 著者名/発表者名: Jean-Marc Good, Kazuo Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano
  • 学会等名: 第３５回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 新規活動依存的プロモーターE-SAREを用いた、大脳皮質における機能的回路の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川島 尚之、喜多村 和郎、大木 研一、鈴木 敢三、野中 美応、上條 諭志、竹本 さやか、狩野 方伸、奥野 浩行、尾藤 晴彦
  • 学会等名: 第３５回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Heterogeneous organization of individual synaptic inputs in the mouse barrel cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura, Yuji Ikegaya, Masanobu Kano
  • 学会等名: FENS Forum 2012
  • 発表場所: Barcelona
• [学会発表] Spatial And Temporal Structure Of Cortical Microcircuit Activity For Generating Voluntary Movement (2012)
  • 著者名/発表者名: Hira R., Ohkubo F., Ozawa K., Isomura Y., Kitamura K., Kano M., Kasai H. & Matsuzaki M.
  • 学会等名: FENS Forum 2012
  • 発表場所: Barcelona
• [学会発表] 生体内２光子イメージングによる単一ニューロン・単一シナプスの活動計測． (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第２回睡眠研究会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 大脳皮質における感覚シナプス入力の可視化． (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 生理研研究会「シナプス可塑性の動作原理～分子から行動まで～」
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] Two-photon imaging of neuronal population activities in cerebellar cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: 分子生物学会(ワークショップ)
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Heterogeneous organization of sensory synaptic inputs in the mouse barrel cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: 生理研国際研究集会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Desynchronization of cerebellar Purkinje cell population activity during postnatal development (2011)
  • 著者名/発表者名: Jean-Marc Good, Naoki Hidaka, Kazuo Kitamura, Masanobu Kano
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Enhanced synchrony of climbing fiber-induced Ca2+ signaling in cerebellar Purkinje cells caused by elevated synchronous activity of inferior olivary neurons in GluD2 (GluR δ2) knockout mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hashizume, Kazuo, Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Two-photon imaging of Purkinje cell dendritic activity in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: IBRO World Congress
  • 発表場所: Florence, Italy(シンポジウム)
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] DendriticactivitiesofcerebellarPurkinjecellinvivo (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura&M.Hausser.
  • 学会等名: 第88回日本生理学大会
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Dendritic activities of cerebellar Purkinje cell in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, M.Hausser
  • 学会等名: 第88回日本生理学大会
  • 発表場所: (誌上開催(震災のため))
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Two-photon imaging of neuronal population activities in cerebellar cortex. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura.
  • 学会等名: 第34回分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Heterogeneous organization of sensory synaptic inputs in the mouse barrel cortex. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura.
  • 学会等名: 生理研国際研究集会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] Enhanced synchrony of climbing fiber-induced Ca2+ signaling in cerebellar Purkinje cells caused by elevated synchronous activity of inferior olivary neurons in GluD2 (GluRδ2) knockout mouse. (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hashizume, Kazuo, Kitamura, Kenji Sakimura and Masanobu Kano.
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Two-photonimagingofPurkinjecelldendriticactivityinvivo. (2011)
  • 著者名/発表者名: KazuoKitamura.
  • 学会等名: 8thIBROWorldCongress
  • 発表場所: Florence,Itary
• [学会発表] 樹状突起活動のin vivoイメージングと光操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第2回光操作研究会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県岡崎市)(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 登上線維の発達過程におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一, ら
  • 学会等名: Neuro2010(シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] GluD2 (GluRδ2)ノックアウトマウスの小脳プルキンエ細胞集団の2光子カルシウムイメージング解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋爪幹, ら
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Simultaneous two-photon calcium imaging and patch-clamp recordings in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, M.Hausser, M.Kano
  • 学会等名: Jacques Monod Conference "Imaging brain circuits in health and disease"
  • 発表場所: Biological Station, CNRS (Roscoff, France)
  • 年月日: 2010-07-01
• [学会発表] 生体内における神経活動の2光子イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第5回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀県大津市)(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 小脳登上線維-プルキンエ細胞シナプスの生後発達におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一, ら
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] 樹状突起活動の in vivo イメージングと光操作. (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎.
  • 学会等名: 第2回光操作研究会
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] 登上線維の発達過程における P/Q 型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、辻田実加、喜多村和郎、宮崎 太輔、山崎真弥、Hee-Sup Shin、渡辺雅 彦、崎村建司、狩野方伸.
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] GluD2(GluRδ2)ノックアウトマウスの小脳プルキンエ細胞集団の2 光子カルシウムイメージング解析. (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋爪幹、喜多村和郎、崎村建司、狩野方伸
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Simultaneous two-photon calcium imaging and patch-clamp recordings in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kitamura, M. Hausser & M. Kano
  • 学会等名: Jacques Monod Conference"Imaging brain circuits in health and disease
  • 発表場所: Roscoff, France
• [学会発表] 生体内における神経活動 の2光子イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第5回日本分子 イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大津
• [学会発表] 小脳登上線維?プルキンエ細胞シナプスの生後発達に おける P/Q 型電位依存性カルシウムチャ ネルの役割. (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、辻田実加、宮崎太輔、山崎真 弥、喜多村和郎、Hee-Sup Shin、渡辺雅 彦、崎村建司、狩野方伸.
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
• [図書] 脳神経科学イラストレイテッド (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎.
  • 出版者: invivoイメージング羊土社
• [図書] 最新パッチクランプ実験 技術法,岡田泰伸 編,吉岡書店 (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎.
  • 出版者: in vivo イメージングパッチ法
• [図書] 脳神経科学イラストレイテッド (2013)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 羊土社
• [図書] Patch Clamp Techniques (Y. Okada ed.), Springer (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura.
  • 出版者: Two-photon targeted patch-clamp recordings in vivo
• [図書] Patch Clamp Techniques (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Springer
• [図書] 第12章in vivoイメージングパッチ法(最新パッチクランプ実験技術法、岡田泰伸編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 吉岡書店