大脳皮質神経細胞の運命決定機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24500394
• 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: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 花嶋 かりな 独立行政法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (80469915)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012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: 大脳皮質 / ニューロン / 分化 / 遺伝子発現 / 大脳新皮質 / 発生・分化 / 脳・神経 / 神経科学 / 転写因子

研究成果の概要

知覚や随意運動などの高次の機能を担う大脳の新皮質は、発生の過程で神経幹細胞が経時的に異なるニューロンを生み出すことで６層の構造を形成する。本研究では大脳皮質の形成原理を理解するために、神経幹細胞からニューロンへの分化の過程で作動する遺伝子プログラムに焦点をあて、層特異的なニューロンの分化機構について解析を行った。まずマウスの大脳皮質において各層の神経前駆細胞に発現する遺伝子群を網羅的に同定し、これら遺伝子のニューロンの分化における機能について検証した。一連の解析により、大脳皮質の神経回路形成における層特異的遺伝子プログラムを介した樹状突起のパターニングおよび配置決定機構について明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Robo1 modulates proliferation and neurogenesis in the developing neocortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yeh, M.L., Gonda, Y., Mommersteeg, M.T., Barber, M., Ypsilanti, A.R., Hanashima, C., Parnavelas, J.G. ＆ Andrews, W.D.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 34 号: 16 ページ: 5717-5731
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4256-13.2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The timing of upper-layer neurogenesis is conferred by sequential derepression and negative feedback from deep-layer neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toma, K., Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 34 号: 39 ページ: 3259-3276
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2334-14.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal subtype specification in establishing mammalian neocortical circuits. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 86 ページ: 37-49
  • DOI: 10.1016/j.neures.2014.07.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 大脳皮質ニューロンの運命決定機構 –時空間制御によるニューロン産生のメカニズム– (2014)
  • 著者名/発表者名: 花嶋かりな
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 251 ページ: 1123-1128
• [雑誌論文] Robo1 modulates proliferation and neurogenesis in the developing neocortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yeh, M.L., Gonda, Y., Mommersteeg, M.T., Barber, M., Ypsilanti, A.R., Hanashima, C., Parnavelas, J.G. ＆ Andrews, W.D.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robo1 regulates the migration and laminar distribution of upper-layer pyramidal neurons of the cerebral cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda, William D. Andrews, Hidenori Tabata, Takashi Namba, John G. Parnavelas, Kazunori Nakajima, Shinichi Kohsaka, Carina Hanashima and Shigeo Uchino
  • 雑誌名: Cereb. Cortex 巻: 23 号: 6 ページ: 1495
  • DOI: 10.1093/cercor/bhs141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Foxg1 coordinates the switch from nonradially to radially migrating glutamatergic subtypes in the neocortex through spatiotemporal repression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto T. et al.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 3 号: 3 ページ: 931-945
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2013.02.023
  • 査読あり
• [学会発表] Robo1 regulates dendritic development of neocortical pyramidal neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Gonda, Y. & Hanashima, C.
  • 学会等名: CDB Symposium 2015 Time in Development
  • 発表場所: 理化学研究所 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-25
• [学会発表] A two-step regulatory mechanism determines the timing of upper-layer neurogenesis in the cerebral cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toma, K., Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 学会等名: CDB Symposium 2015 Time in Development
  • 発表場所: 理化学研究所 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-25
• [学会発表] Molecular logic underlying the origin of the neocortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 学会等名: CDB Symposium 2015 Time in Development
  • 発表場所: 理化学研究所 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-25
• [学会発表] Temporal Control of Neuronal Identity in the Cerebral Cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanashima, C.
  • 学会等名: CDB Symposium 2015 Time in Development
  • 発表場所: 理化学研究所 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] Molecular mechanisms for dendritogenesis of neocortical pyramidal neurons (大脳皮質錐体細胞の樹状突起の形態を決定する分子メカニズム) (2014)
  • 著者名/発表者名: 権田裕子、花嶋かりな
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] Temporal Control of Neuronal Identity in the Cerebral Cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanashima, C.
  • 学会等名: China-Japan-Korea Joint Symposium in Developmental Biology.
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] 大脳皮質発生における神経細胞特異的なRNA結合蛋白質Nova1の同定と解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 王天成、當麻憲一、花嶋かりな
  • 学会等名: Neuroscience2014: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 軸索ガイダンス分子を介した大脳皮質神経細胞の形態形成機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 権田裕子、花嶋かりな
  • 学会等名: Neuroscience2014: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 大脳皮質上層ニューロンの分化決定機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 當麻憲一、隈元拓馬、花嶋かりな
  • 学会等名: Neuroscience2014: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 哺乳類大脳新皮質獲得を可能にした分子メカニズムの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 隈元拓馬、花嶋かりな
  • 学会等名: Neuroscience2014: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Mechanisms that determine the timing of upper-layer neurogenesis in the cerebral cortex (2014)
  • 著者名/発表者名: Toma, K., Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 学会等名: Cortical Development
  • 発表場所: Chania, Greece
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] Laminar-specific control of neuronal distribution and dendritic patterning by axon guidance molecules. (2014)
  • 著者名/発表者名: Gonda, Y., Andrews, W., Chedotal, A., Parnavelas, G. & Hanashima, C.
  • 学会等名: Cortical Development
  • 発表場所: Chania, Greece
  • 年月日: 2014-05-23
• [学会発表] Molecular logic underlying the origin of the neocortex (2014)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto, T. & Hanashima, C.
  • 学会等名: Cortical Development
  • 発表場所: Chania, Greece
  • 年月日: 2014-05-23
• [学会発表] Temporal requirement for Robo1 in the development of neocortical pyramidal neurons. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda
  • 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] A conditional gene expression system to study layer-specific dendrite development of neocortical pyramidal neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda
  • 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] The role of Robo1 in the morphological development of cortical upper-layer pyramidal neurons. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda
  • 学会等名: Joint meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Biology
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 大脳新皮質構築を担う細胞分化決定機構
  • 著者名/発表者名: 花嶋かりな
  • 学会等名: Neuro2013: 第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学会大会, 第23回神経回路学会合同大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 大脳新皮質構築を担う哺乳類特異的分子機序の解析
  • 著者名/発表者名: 隈元拓馬、花嶋かりな
  • 学会等名: Neuro2013: 第36回日本神経科学大会, 第56回日本神経化学会大会, 第23回神経回路学会合同大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Neuronal Specification in Establishing Mammalian Neocortical Circuits
  • 著者名/発表者名: Hanashima, C
  • 学会等名: 2nd International Symposium on “Neocortical Organization”
  • 発表場所: 岡崎
• [学会発表] Neuronal Specification in Establishing Mammalian Neocortical Circuits.
  • 著者名/発表者名: Carina Hanashima
  • 学会等名: シンポジウム 'Neocortical Development and Circuit Formation' 第36回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会 合同大会 (Neuro2013)
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Temporal and Spatial Control of Neuronal Identity in the Brain.
  • 著者名/発表者名: Carina Hanashima
  • 学会等名: MRC Centre for Developmental Neurobiology
  • 発表場所: London UK
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of Neuronal Subtype Identity Transition in the Cerebral Cortex.
  • 著者名/発表者名: Carina Hanashima
  • 学会等名: シンポジウム ‘Mechanism of multipotency of neural stem/progenitor cells’ 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] Non-radially and Radially Migrating Glutamatergic Neurons of the Cerebral Cortex.
  • 著者名/発表者名: Carina Hanashima
  • 学会等名: National Institute of Basic Biology.
  • 発表場所: 岡崎
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Control of Projection Neuron Identity in the Cerebral Cortex.
  • 著者名/発表者名: Carina Hanashima
  • 学会等名: BIT’s 3rd Annual World Congress NeuroTalk 2012
  • 発表場所: Beijing China
  • 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://hanashima-lab.wix.com/main-page