小脳神経回路網形成の分子基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 25290021
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 植村 健 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (00372368)
• 連携研究者: 吉田 知之 富山大学, 医学薬学研究院, 准教授 (90372367)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 脳・神経 / 小脳 / 神経回路網構築 / 神経回路網形成

研究成果の概要

脳におけるシナプス形成・維持はシナプス間の細胞接着分子によって担われている。小脳平行線維ープルキンエ細胞間シナプスにおいては、ポストシナプスのGluRδ2が分泌蛋白Cbln1を介してプレシナプスのNrxnと結合することでシナプス形成が調節されている。小脳神経回路網形成におけるNrxnsの役割を解明するために、小脳顆粒細胞特異的にNrxn1,2,3を欠損させた遺伝子改変マウスを作成した。小脳顆粒細胞特異的Nrxns欠損マウスは小脳顆粒細胞数と小脳シナプス数が減少し、重篤な運動失調を示すことが観察された。これらの結果は、Nrxnが小脳回路網形成に重要な役割を担うことを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] In situ screening for postsynaptic cell adhesion molecules during synapse formation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Uemura T, Maeda A, Yasumura M, Shimada T, Fukata Y, Fukata M, Yoshida T
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 印刷中 ページ: 295-302
  • DOI: 10.1093/jb/mvx030
  • NAID: 40021380573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescent protein tagging of endogenous protein in brain neurons using CRISPR/Cas9-mediated knock-in and in utero electroporation techniques. (2016)
  • 著者名/発表者名: Uemura T, Mori T, Kurihara T, Kawase S, Koike R, Satoga M, Cao X, Li X, Yanagawa T, Sakurai T, Shindo T, Tabuchi K.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 35861-35861
  • DOI: 10.1038/srep35861
  • NAID: 120007100133
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanisms of splicing-dependent trans-synaptic adhesion by PTPδ-IL1RAPL1/IL-1RAcP for synaptic differentiation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagata A., Yoshida, T., Sato, Y., Goto-Ito, S., Uemura, T., Maeda, A., Shiroshima, T., Iwasawa-Okamoto, S., Mori, H., Mishina, M., Fukai , S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 号: 1 ページ: 6926-6926
  • DOI: 10.1038/ncomms7926
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] IL1RAPL1 knockout mice show learning deficiency, memory decline, hyperactivity and reduced anxiety-like behaviours. (2014)
  • 著者名/発表者名: Misato Yasumura, Tomoyuki Yoshida, Maya Yamazaki, Manabu Abe, Rie Natsume, Kouta Kanno, Takeshi Uemura, Keizo Takao, Kenji Sakimura, Takefumi Kikusui, Tsuyoshi Miyakawa, Masayoshi Mishina
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4: 6613 号: 1 ページ: 6613-6613
  • DOI: 10.1038/srep06613
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Striatal dopamine D1 receptor is essential for contextual fear conditioning (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaru Ikegami, Takeshi Uemura, Ayumi Kishioka, Kenji Sakimura and Masayoshi Mishina
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 号: 1 ページ: 3976-3976
  • DOI: 10.1038/srep03976
  • NAID: 120007100114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Consolidation of auditory fear memories formed by weak unconditioned stimuli requires NMDA receptor activation and de novo protein synthesis in the striatum (2013)
  • 著者名/発表者名: Kishioka A, Uemura T, Fukushima F, Mishina M
  • 雑誌名: Mol. Brain 巻: 6 号: 1 ページ: 17-17
  • DOI: 10.1186/1756-6606-6-1
  • NAID: 120007100115
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] シナプスオーガナイザーによるシナプス形成の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 植村 健
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 53 号: 2 ページ: 090-093
  • DOI: 10.2142/biophys.53.090
  • NAID: 10031151788
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] RISPR/Cas9-mediated gene knock-in in single neurons in vivo (2016)
  • 著者名/発表者名: 植村健, 森琢磨, 栗原大河, 里賀みちる, 田渕克彦
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜市、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-07-21
• [学会発表] Slitrkファミリータンパク質とIIa型受容体タンパク質チロシン脱リン酸化酵素がスプライスインサートに依存して相互作用するメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 山形敦史、佐藤裕介、伊藤-後藤桜子、植村健、吉田知之、深井周也
  • 学会等名: 第８８回日本生化学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] Insights into structure and assembly of GluD2-Cbln1-neurexin adhesion complex for cerebellar synapse formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Uemura
  • 学会等名: 第８８回日本生化学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] IIa 型受容体チロシンホスファターゼδ とインターロイキン１受容体タイプのシナプスオーガナイザー間の選択的スプラシング依存的相互作用制御の構造基盤 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山形敦史、吉田知之、佐藤裕介、伊藤-後藤桜子、植村健、森寿、三品昌美、深井周也
  • 学会等名: 第８８回日本生化学大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 小脳シナプス形成を担うGluRδ2-Cbln1-neurexin接着分子複合体の構造基盤 (2015)
  • 著者名/発表者名: 植村健
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 石川県金沢市「金沢大学」
  • 年月日: 2015-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] Structural analysis of GluRδ2-Cbln1-Neurexin complex for cerebellar synapse formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Uemura, Yusuke Sato, Atsushi Yamagata, Tomoyuki Yoshida, Sakurako Goto-Ito, Katsuhiko Tabuchi, Masayoshi Mishina, Shuya Fuka
  • 学会等名: Neuro2015
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Structural basis of IL1RAPL1-PTPδ complex for neuronal synaptogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Yoshida, Atsushi Yamagata, Yusuke Sato, Sakurako Ito:, Takeshi Uemura, Asami Maeda, Tomoko Shiroshima, Shiho Okamoto, Hisashi Mori, Masayoshi Mishina, Shuya Fukai
  • 学会等名: Neuro2015
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] tructural basis of the splicing dependent interaction between Slitrk2 and PTPδ (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Yamagata, Yusuke Sato, Sakurako Goto-Ito, Takeshi Uemura, Asami Maeda, Tomoko Shiroshima, Tomoyuki Yoshida, Shuya Fuka
  • 学会等名: Neuro2015
  • 発表場所: 兵庫県神戸市 「神戸国際会議場」
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] C1qファミリー分子Cbln1とその受容体であるグルタミン酸受容体GluRδ2とneurexinによる小脳シナプス形成の調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 健
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 線条体ドパミンD1受容体は文脈依存怖条件付け学習に必須である (2014)
  • 著者名/発表者名: 三品昌美、池上賢、植村健、岸岡歩、崎村建司
  • 学会等名: 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] The Atmospheric Scanning Electron Microscope (ASEM) Observes Axonal Segmentation and Synaptic Induction in Solution (2014)
  • 著者名/発表者名: 2.佐藤 主税, 木下 貴明, 植村 健, 平野 和己, 川田 正晃, 西山英利, 佐藤 真理, 海老原 達彦, 須賀三雄, 西原祥子
  • 学会等名: 2014 Microscopy & Microanalysis meeting
  • 発表場所: ハートフォード, アメリカ合衆国
  • 年月日: 2014-08-05
• [学会発表] シナプス形成を司る GluRδ2-Cbln1-Neurexin三者複合体の構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村 健
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: ワークピア横浜/横浜産貿ホール マリネリア（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] 受容体でコートした磁気ビーズによる初代培養シナプス形成誘導のASEM水中免疫電顕 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植村健、佐藤真理、西山英利、須賀三雄、佐藤主税
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第70回記念学術講演会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2014-05-11
• [学会発表] IL1RAPL1欠損マウスの行動学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安村美里, 吉田知之, 高雄啓三, 山崎真弥, 阿部学, 植村健, 宮川剛, 崎村建司, 三品昌美
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2013-06-21
• [図書] Synapse formation in the brain. Cortical Development. Neural Diversity and Neocortical Organization (2013)
  • 著者名/発表者名: Mishina M, Yoshida T, Yasumura M, Uemura T
  • 総ページ数: 282
  • 出版者: Springer Japan