中枢神経系ニューロンの多様な樹状突起パターン形成機構

• 研究課題/領域番号: 26290005
• 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: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 見学 美根子 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (10303801)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 発生・発達・再生神経科学 / 樹状突起 / ライブイメージング / 数理モデル / 細胞分化

研究成果の概要

中枢神経系発生過程でニューロン樹状突起が多様な分岐パターンを獲得するダイナミクスと細胞・分子機構の解析を行った。ライブ観察と画像定量解析、分子発現解析、数理解析を用いた多階層的アプローチにより、アクチン編成に関わる分子が樹状突起微細形態に影響しその蓄積により分岐パターンを決定する機構を明らかにした。また樹状突起発達過程でミトコンドリア生合成・分裂・運搬が協調的に作動し、ミトコンドリア数と樹状突起分布を増やして突起伸長に必要なATP局所産生を保証していることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Thyroid hormone induces PGC-1α during dendritic outgrowth in mouse cerebellar Purkinje cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Hatsukano T., Kurisu J., Fukumitsu K., Fujishima K., and Kengaku M.
  • 雑誌名: Front. Cell. Neurosci. 巻: 印刷中 ページ: 1-14
  • DOI: 10.3389/fncel.2017.00133
  • NAID: 120006318874
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mitochondrial fission protein Drp1 regulates mitochondrial transport and dendritic arborization in cerebellar Purkinje cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukumitsu, K., Hatsukano, T., Yoshimura, A., Heuser, J., Fujishima, K. and Kengaku, M.
  • 雑誌名: Mol Cell Neurosci. 巻: 71 ページ: 56-65
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2015.12.006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ECHO-liveFISH: in vivo RNA labeling reveals dynamic regulation of nuclear RNA foci in living tissues. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oomoto, I., Suzuki-Hirano, A., Umeshima, H., Han, YW., Yanagisawa, H., Carlton, P., Harada, Y., Kengaku, M., Okamoto, A., Shimogori, T. and Wang, DO.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 43(19) 号: 19 ページ: e126-e126
  • DOI: 10.1093/nar/gkv614
  • NAID: 120005619785
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cerebellar granule cells are predominantly generated by terminal symmetric divisions of granule cell precursors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, K., Umeshima, H. and Kengaku M.
  • 雑誌名: Dev. Dyn. 巻: 244(6) 号: 6 ページ: 748-758
  • DOI: 10.1002/dvdy.24276
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic action of dendritic mitochondria and creatine kinase maintains ATP homeostasis and actin dynamics in growing neuronal dendrites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima, Azumi Yoshimura, You Kure Wu, John Heuser, and Mineko Kengaku．
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 35 号: 14 ページ: 5707-23
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4115-14.2015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differentiation of Apical and Basal Dendrites in Pyramidal Cells and Granule Cells in Dissociated Hippocampal Cultures. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wu, Y.K., Fujishima, K. and Kengaku, M.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10(2) 号: 2 ページ: e0118482-e0118482
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0118482
  • NAID: 120005575164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of spontaneous Ca2+ transients is critical for neuronal maturation in the developing neocortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Bando, K. Irie, T. Shimomura, H. Umeshima, Y. Kushida, M. Kengaku, Y. Fujiyoshi, T. Hirano and Y. Tagawa
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 1 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1093/cercor/bhu180
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Master regulator of mitochondrial biogenesis PGC-1α mediates dendritic formation induced by thyroid hormone in cerebellar Purkinje cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsu Hatsukano, Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: Joint Meeting of the German and Japanese Societies of Developmental Biologists
  • 発表場所: Kiel, Germany
  • 年月日: 2017-03-15
  • 国際学会
• [学会発表] Neuronal morphology development mediated by MTSS1 inhibition of DAAM1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kelly Kawabata, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 15th International Student Seminar
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2017-02-23
  • 国際学会
• [学会発表] Thyroid hormone regulates dendritic development by inducing master regulator of mitochondrial biogenesis PGC-1α in cerebellar Purkinje cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsu Hatsukano, Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 15th International Student Seminar
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2017-02-23
  • 国際学会
• [学会発表] Neuronal morphology development mediated by MTSS1 inhibition of DAAM1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kelly Kawabata, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: UK-Japan Spring Neuroscience Symposium
  • 発表場所: 京都市
  • 国際学会
• [学会発表] サイロイドホルモンは小脳プルキンエ細胞の樹状突起形成をPGC-1alphaを介して誘導する. Thyroid hormone-induced dendritic growth of cerebellar Purkinje cells is mediated by PGC-1α. (2016)
  • 著者名/発表者名: 初鹿野徹、福光甘斎、藤島和人、見学美根子
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Exploration of MTSS1 involvement in contact-dependent retraction of Purkinje cell dendrites. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kelly Kawabata, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: CAJAL Advanced Neuroscience Training Programme (FENS)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2016-07-11
  • 国際学会
• [学会発表] Thyroid hormone enhances dendritic growth of cerebellar Purkinje cells through induction of PGC-1α. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tetsu Hatsukano, Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 15th International Joint Mini-Symposium on Molecular and Cell Biology between KU-NTU-UT
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2016-06-17
  • 国際学会
• [学会発表] Nuclear dynamics during neuronal migration in the developing brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: I.M.A. workshop on neural imaging in neuroscience
  • 発表場所: Cambridge (UK)
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism underlying the axon-dendrite wiring topology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kelly Kawabata, Kazuto Fujishima and Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 2nd Symposium of Neuroscience Network in Kobe
  • 発表場所: 神戸大学大学院医学研究科神緑会館多目的ホール（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanics underlying cell architecture formation in the developing brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: Center for Functional Connectomics Seminar
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Measurement of the Force Driving Nuclear Transport during Neuronal Migration in the Developing Brain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Umeshima, You Kure Wu and Mineko Kengaku
  • 学会等名: iCeMS International Symposium ‘Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter’
  • 発表場所: 京都大学北部総合教育研究棟益川ホール（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小脳皮質における樹状突起－軸索接合のジオメトリー決定機構
The contact-geometry of axons and dendrites in the cerebellar cortex. (2015)
  • 著者名/発表者名: 見学美根子、藤島和人
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 招待講演
• [学会発表] プルキンエ細胞樹状突起の発達を支えるエネルギーホメオスタシス機構. Energy homeostasis in growing dendrites of cerebellar Purkinje cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: 見学美根子
  • 学会等名: 第120回日本解剖学会総会･全国学術集会・第92回日本生理学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Energy homeostasis in growing dendrites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: 2015 Dendrites: Molecules, Structure & Function, Gordon Research Conference
  • 発表場所: Ventura, CA USA
  • 年月日: 2015-03-15 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanics of nuclear migration in developing neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 18th iCeMS International Symposium, The 15th International Membrane Research Forum
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-03-02 – 2015-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] Energy homeostasis in Purkinje cell dendrites - Live-imaging analysis of the formation and maintenance of dendritic tree shape in developing CNS neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: Cerebellum Symposium 2015 OIST
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2015-01-28 – 2015-01-29
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanical basis of cell motility control in the developing brain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: 25th 2014 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2014)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2014-11-09 – 2014-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Live-imaging analysis of the formation and maintenance of dendritic tree shape in developing CNS neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mineko Kengaku
  • 学会等名: The 37th NAITO CONFERENCE
  • 発表場所: Hokkaido, Japan
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-18
  • 招待講演