神経回路形成における多様化膜分子群クラスター型プロトカドヘリンの機能解析

• 研究課題/領域番号: 23500447
• 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: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 平林 敬浩 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (40297015)
• 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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: プロトカドヘリン / 神経回路形成 / 接着分子 / 遺伝子改変マウス / protocadherin / gene targeting / iPS cells / 分子的多様性

研究概要

多様化膜分子群クラスター型プロトカドヘリン (cPcdh)はこれまでの結果から、神経回路形成に関与していることが示唆されている。本研究では、そのcPcdhの分子的多様性、細胞接着活性がシナプス形成時の細胞選別や機能的回路形成にどのように関与しているかを明らかにすることを目的とし、cPcdh分子の細胞接着活性解析および、Cre発現依存的にcPcdh遺伝子を欠損するcPcdh遺伝子コンディショナルノックアウトマウスの作製、解析を行った。その結果、Pcdhαの一部の分子種、Pcdhβ分子群に細胞接着活性が認められた。また、終脳特異的にcPcdh遺伝子を欠損したマウスでは脳構造に異常が観察された。

研究成果

• [雑誌論文] Developmental epigenetic modification regulates stochastic expression of clustered protocadherin genes, generating single neuron diversity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda S, Kawaguchi M, Kobayashi T, Tarusawa E, Toyama T, Okano M, Oda M, Nakauchi H, Yoshimura Y, Sanbo M, Hirabayashi M, Hirayama T, Hirabayashi T, Yagi T.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 82 号: 1 ページ: 94-108
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.02.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Constitutively expressed Protocadherin-a regulates the coalescence and elimination of homotypic olfactory axons through its cytoplasmic region. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa S, Yagi T.
  • 雑誌名: Front. Mol. Neurosci 巻: 5 ページ: 97-97
  • DOI: 10.3389/fnmol.2012.00097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the cluster control region for the Protocadherin-b genes located beyond the Protocadherin-g cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokota S, Hirayama T, Hirano K, 他6名
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 号: 36 ページ: 31885-31895
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.245605
  • 査読あり
• [学会発表] クラスター型プロトカドヘリンの分子種特異的な細胞接着活性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松下健一郎
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] Dnmt3b依存的なDNAメチル化は単一神経細胞におけるクラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の確率的発現と樹状突起の自己忌避を制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: 第36回日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] 多様化分子群クラスター型プロトカドへリン欠損マウスの機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川園子
  • 学会等名: 第36回日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] クラスター構造依存的なプロモーターDNAメチル化はプロトカドヘリン遺伝子クラスター内のアイソフォーム発現の分配を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] プロトカドヘリンα欠損マウスにおける外側膝状体背側核の網膜由来神経終末の形態異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 目黒玲子
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] クラスター構造依存的なプロモーターDNAメチル化はプロトカドヘリン遺伝子クラスター内のアイソフォーム発現の分配を制御する (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊田 峻輔、川口 将史、遠山 知子、岡野 正樹、小田 昌朗、小林 俊寛、平山 晃斉、平林 敬浩、八木 健
  • 学会等名: 第35回 日本神経化学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] プロトカドヘリン α 欠損マウスにおける外側膝状体背側核の網膜由来神経終末の形態異常 (2012)
  • 著者名/発表者名: 目黒 玲子、任海 学、塚野 浩明、平林 敬浩、竹林 浩秀、八木 健 、澁木 克栄
  • 学会等名: 第35回 日本神経化学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] Gene regulatory changes in Protocadherin- α cluster by gene duplication (2011)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Promoter DNA methylation is dependent on gene cluster structure and regulates allocation of isoforms expression in each Protocadherin cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Gene regulation of the cluster Protocadherin and its disruption (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山晃斉
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] Loss of function analysis in mice for all protocadherin clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: 八木 健
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Washington, D.C(USA)
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Loss of function analysis in mice for all protocadherin clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: 井之上幸範
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
  • 発表場所: Washington, D.C(USA)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: SiNAPSA Neuroscience Conference '11
  • 発表場所: Ljubljana (Slovenia)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 視床下部室傍核に存在するヒスタミンH1 受容体発現ニューロンの選択的破壊を利用した摂食調節機能の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀尾修平
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 全てのクラスター型プロトカドヘリンを欠損させたマウスの作製と解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八木 健
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] プロトカドヘリン-α クラスターにおける重複遺伝子の差次的発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Gene regulatory changes in Protocadherin-a cluster by gene duplication (2011)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Gene regulation of the cluster Protocadherin and its disruption. (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山晃斉
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Promoter DNA methylation is dependent on gene cluster structure and regulates allocation of isoforms expression in each Protocadherin cluster. (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Loss of function analysis in mice for all protocadherin clusters (2011)
  • 著者名/発表者名: 井之上幸範
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
  • 発表場所: ワシントンＤＣ（アメリカ合衆国）
• [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Annual Meeting 2011
  • 発表場所: ワシントンＤＣ（アメリカ合衆国）
• [学会発表] Promoter DNA methylation before the onset of neurogenesis is dependent on cluster structure, and regulates allocation of isoforms gene expression in each Protocadherin cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔
  • 学会等名: SiNAPSA Neuroscience Conference ’11
  • 発表場所: リュブリャナ（スロベニア）
• [学会発表] 視床下部室傍核に存在するヒスタミン H1 受容体発現ニューロンの選択的破壊を 利用した摂食調節機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀尾修平
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] プロトカドヘリン－αクラスターにおける重複遺伝子の差次的発現 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 多様化分子群クラスター型プロトカドへリン欠損マウスの機能解析
  • 著者名/発表者名: 長谷川園子、岡山厚、松下健一郎、平林敬浩、八木健
  • 学会等名: 第３６回日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] Dnmt3b依存的なDNAメチル化は単一神経細胞におけるクラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の確率的発現と樹状突起の自己忌避を制御する
  • 著者名/発表者名: 豊田峻輔、川口将史、小林俊寛、足澤悦子、遠山知子、岡野正樹、小田昌朗、中内啓光、吉村由美子、三宝誠、平林真澄、平山晃斉、平林敬浩、八木健
  • 学会等名: 第３６回日本神経科学学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] クラスター型プロトカドヘリンの分子種特異的な細胞接着活性の解析
  • 著者名/発表者名: 松下健一郎、長谷川園子、熊谷牧子、平林敬浩、八木健
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [図書] Protocadherins in Neurological Diseases, "Cell Adhesion Molecules : Implications in Neurological Diseases", Advances in Neurobiology 8 (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi T, Yagi T
  • 出版者: Springer Science + Business Media
• [図書] Cell Adhesion Molecules Advances in Neurobiology (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi T, Yagi T
  • 総ページ数: 409
  • 出版者: Springer