活動依存的メカニズムに基づく大脳皮質長距離軸索投射の再建

• 研究課題/領域番号: 23500388
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 田川 義晃 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (50303813)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 大脳皮質 / 回路形成 / 神経活動 / 軸索投射 / 再生

研究概要

本研究では脳の代表的な長距離軸索である脳梁軸索の投射をモデルとして、神経活動依存的メカニズムによって軸索投射を再建することを試みた。マウスにおいては、脳梁軸索投射は生後２週で完成する。その期間、脳梁投射細胞の神経活動を抑制すると、軸索投射が途中で障害される。Tet off system、optogeneticsを用いた実験によって、生後１０日目以降の特徴的な自発的神経活動パターンが脳梁軸索投射に重要であり、その期間に神経活動を補うことによって軸索投射を回復させることが可能であると示唆された。また、成熟過程にある皮質神経細胞では、各成熟段階に適した神経活動レベル・パターンがあることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Dysfunction of KCNK potassium channels impairs neuronal migration in the developing mouse cerebral cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Bando
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: in press 号: 4 ページ: 1017-1029
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activity-dependent callosal axon projections in neonatal mouse cerebral cortex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Tagawa
  • 雑誌名: Neural Plasticity 巻: ID 797295 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1155/2012/797295
  • NAID: 120005122355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatio-temporal control of neural activity in vivo using fluorescence microendoscopy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuichiro Hayashi
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 36 号: 5 ページ: 2722-2732
  • DOI: 10.1111/j.1460-9568.2012.08181.x
  • 査読あり
• [学会発表] 大脳皮質神経回路形成における神経活動の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田川義晃
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会
  • 発表場所: 自治医科大学(栃木)
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] 大脳皮質視覚野における非活動依存的機能形成と活動依存的機能再編成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩原賢太 田川義晃 吉田盛史 村上知成 大木研一
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-03-16
• [学会発表] Neural activity in P10-15 is critical for callosal axon projections in the mouse cerebral cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: 手束勇太 萩原賢太 平野丈夫 大木研一 田川義晃
  • 学会等名: NIG シンポジウム「哺乳類脳の機能的神経回路の構築」
  • 発表場所: 三島(遺伝研)
  • 年月日: 2013-12-19
• [学会発表] Regulation of excitability is critical for the control of migration and dendrite formation in the developing cerebral cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, Tagawa Y
  • 学会等名: 第36回神経科学学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] Silencing activity of individual neurons throughout development does not prevent maturation of orientation selectivity in mouse visual cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Hagihara K, Tagawa Y, Yoshida T, Ohki K
  • 学会等名: 第36回神経科学学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-20
• [学会発表] Silencing activity of individual neurons throughout development does not prevent maturation of orientation and direction selectivity in mouse visual cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Hagihara KM, Tagawa Y, Yoshida T, Murakami T, & Ohki K
  • 学会等名: 43rd Annual Meeting, Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Regulation of neural activity is critical for the control of neural migration and dendrite formation of cortical layer 2/3 neurons in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, & Tagawa Y
  • 学会等名: 43rd Annual Meeting, Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Activity-dependent circuit construction in neonatal mouse cerebral cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Tagawa Y
  • 学会等名: NIG symposium : Circuit construction in the mammalian cerebral cortex : Genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 遺伝学研究所(三島)
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] Complete silencing of visual activity and partial silencing of spontaneous activity did not affect maturation of orientation and direction selectivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Hagihara KM, Tagawa Y, Yoshida T, Ohki K
  • 学会等名: Circuit construction in the mammalian cerebral cortex : Genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] Regulation of excitability is critical for the control of migration and dendrite formation in the developing cerebral cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Hirano T, Tagawa Y
  • 学会等名: Circuit construction in the mammalian cerebral cortex : Genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2012-12-15
• [学会発表] Overexpression of ephrin-A2 abolished visual response of local neurons in mouse primary visual cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami T, Yoshida T, Tagawa Y, Ohki K
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration (2012)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Hirano T, Tagawa Y
  • 学会等名: 包括脳夏のワークショップ
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Activity-dependent circuit construction in neonatal mouse cerebral cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Tagawa Y
  • 学会等名: Neocortical Organization 1st international symposium
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎)
  • 年月日: 2012-03-12
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration (2012)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, Tagawa Y
  • 学会等名: Neocortical Organization 1st international symposium
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎)
  • 年月日: 2012-03-12
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration (2011)
  • 著者名/発表者名: Tagawa Y
  • 学会等名: IIAS research conference 2011
  • 発表場所: 国際高等研究所(京都)
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration (2011)
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, Tagawa Y
  • 学会等名: 第34回神経科学学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 大脳皮質神経回路形成における神経活動の役割
  • 著者名/発表者名: 田川義晃
  • 学会等名: 日本解剖学会総会
  • 発表場所: 下野（自治医科大学）
  • 招待講演
• [学会発表] Silencing activity of individual neurons throughout development does not prevent maturation of orientation selectivity in mouse visual cortex.
  • 著者名/発表者名: Hagihara K, Tagawa Y, Yoshida T, Ohki K.
  • 学会等名: 第3６回神経科学学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Regulation of excitability is critical for the control of migration and dendrite formation in the developing cerebral cortex.
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, Tagawa Y.
  • 学会等名: 第3６回神経科学学会大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 大脳皮質視覚野における非活動依存的機能形成と活動依存的機能再編成
  • 著者名/発表者名: 萩原賢太 田川義晃 吉田盛史 村上知成 大木研一
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] Neural activity in P10-15 is critical for callosal axon projections in the mouse cerebral cortex.
  • 著者名/発表者名: 手束勇太 萩原賢太 平野丈夫 大木研一 田川義晃
  • 学会等名: NIGシンポジウム「哺乳類脳の機能的神経回路の構築」
  • 発表場所: 三島（国立遺伝学研究所）
• [学会発表] Silencing activity of individual neurons throughout development does not prevent maturation of orientation and direction selectivity in mouse visual cortex.
  • 著者名/発表者名: Hagihara KM, Tagawa Y, Yoshida T, Murakami T, Ohki K.
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Regulation of neural activity is critical for the control of neural migration and dendrite formation of cortical layer 2/3 neurons in vivo.
  • 著者名/発表者名: Bando Y, Irie K, Kushida Y, Shimomura T, Fujiyoshi Y, Hirano T, Tagawa Y.
  • 学会等名: Annual meeting of Society for Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Activity-dependent circuit construction in neonatal mouse cerebral cortex.
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Tagawa
  • 学会等名: 遺伝研 Circuit construction in the mammalian cerebral cortex: genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 三島
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration.
  • 著者名/発表者名: Yuki Bando
  • 学会等名: 包括脳夏のワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Overexpression of ephrin-A2 abolished visual response of local neurons in mouse primary visual cortex.
  • 著者名/発表者名: Tomonari Murakami
  • 学会等名: 日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Regulation of excitability is critical for the control of migration and dendrite formation in the developing cerebral cortex..
  • 著者名/発表者名: Yuki Bando
  • 学会等名: 遺伝研 Circuit construction in the mammalian cerebral cortex: genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 三島
• [学会発表] Complete silencing of visual activity and partial silencing of spontaneous activity did not affect maturation of orientation and direction selectivity.
  • 著者名/発表者名: Kenta Hagihara
  • 学会等名: 遺伝研 Circuit construction in the mammalian cerebral cortex: genetic and imaging approaches
  • 発表場所: 三島
• [学会発表] Activity-dependent circuit construction in neonatal mouse cerebral cortex
  • 著者名/発表者名: 田川 義晃
  • 学会等名: Neocortical Organization 1st International Symposium(招待講演)
  • 発表場所: 愛知県岡崎カンファレンスセンター
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration
  • 著者名/発表者名: 阪東 勇輝
  • 学会等名: 第３４回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神奈川県パシフィコ横浜
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration
  • 著者名/発表者名: 田川 義晃
  • 学会等名: IIAS research Conference 2011
  • 発表場所: 京都府国際高等研究所
• [学会発表] Regulation of cellular excitability is critical for neuronal migration
  • 著者名/発表者名: 阪東 勇輝
  • 学会等名: Neocortical Organization 1st International Symposium
  • 発表場所: 愛知県岡崎カンファレンスセンター
• [図書] 生き物たちのつづれ織り 第5巻, 表題 : 脳を正しく配線する (2011)
  • 著者名/発表者名: 田川義晃
  • 出版者: 京都大学大学院理学研究科グローバルCOE
• [備考]
  • URL: http://www.biophys.kyoto-u.ac.jp/hirano.php
• [備考] 平野研究室ホームページ
  • URL: http://www.neurosci.biophys.kyoto-u.ac.jp/main.html