大脳皮質形成過程における神経細胞移動制御の分子メカニズム

• 研究課題/領域番号: 26440129
• 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: 発生生物学
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 丸山 千秋 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 副参事研究員 (00281626)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: サブプレート / 大脳皮質 / 放射状神経細胞移動 / 多極性ー双極性変換 / 脳進化 / シナプス / 脳発生 / 神経細胞移動 / 多極性移動 / ロコモーション / タイムラプスイメージング / 6層構造 / 脳形成異常

研究成果の概要

大脳新皮質は哺乳類にのみ存在し、認知、学習、言語機能等の高次脳機能を司る。胎児期に脳ができる際、脳室帯で生まれたニューロンは次々と脳表へ向かって移動し、多数のニューロンが精緻に配置された6層構造が出来上がる。この制御メカニズムについては不明な点も多かった。本研究ではこの制御機構の新たなメカニズムを発見した。サブプレートニューロンは皮質で最初に生まれ成熟するニューロンであるが、このニューロンが胎生中期でも活発に神経活動を行なっており、幼若な多極性ニューロンに対してシナプスを介してグルタミン酸シグナルを送ることで細胞形態とより速い移動モードへの変換を促すことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Synaptic transmission from subplate neurons controls radial migration of neocortical neurons. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtaka-Maruyama Chiaki, Okamoto Mayumi, Endo Kentaro, Oshima Minori, Kaneko Noe, Yura Kei, Okado Haruo, Miyata Takaki, Maeda Nobuaki
  • 雑誌名: Science 巻: 360 号: 6386 ページ: 313-317
  • DOI: 10.1126/science.aar2866
  • NAID: 40021833055
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanisms of Neuronal Migration during Corticogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama, Kazunori Nakajima, Alessandra Pierani, and Nobuaki Maeda
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 10 ページ: 172-172
  • DOI: 10.3389/fnins.2016.00172
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The evolution of basal progenitors in the developing non-mammalian brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: NOmura, T., Ohtaka-Maruyama, C., Yamashita, W., Wakamatsu, Y., Murakami, Y., Calegari, F., Suzuki, K., Gotoh, H., Ono, K.
  • 雑誌名: Development 巻: 143 号: 1 ページ: 66-74
  • DOI: 10.1242/dev.127100
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Pathways Underlying Projection Neuron Production and Migration during Cerebral Cortical Development (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohtaka-Maruyama, C and Haruo Okado
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 9 ページ: 447-447
  • DOI: 10.3389/fnins.2015.00447
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Zinc Finger Transcription Factor RP58 Negatively Regulates Rnd2 for the Control of Neuronal Migration During Cerebral Cortical Development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Heng JI, Qu Z, Ohtaka-Maruyama C, Okado H, Kasai M, Castro D, Guillemot F, Tan SS.
  • 雑誌名: Cereb Cortex. 巻: － 号: 3 ページ: 806-816
  • DOI: 10.1093/cercor/bht277
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Synaptic transmission from subplate neurons controls radial migration of neocortical neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtaka-Maruyama C
  • 学会等名: FENS Brain Conference「Cortex Evolution and Development」
  • 招待講演
• [学会発表] ECM remodeling in the neocortex during radial migration of excitatory neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohtaka-Maruyama C, Kaneko N, Oshima M, Yura K, Maeda N
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 細胞外基質プロテアーゼによる放射状神経細胞移動制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子乃愛、丸山千秋、大島実莉、由良敬、前田信明
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会
• [学会発表] 哺乳類大脳新皮質の進化における新しい細胞移動モードの獲得 とサブプレート層の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丸山千秋
  • 学会等名: 2016分子生物学会フォーラム『多様な神経細胞 を生み出す複雑・難解な神経分化システムの理解』
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 発生期大脳皮質における新生興奮性ニューロンの移動と細胞外基質制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丸山千秋、大島実莉、由良敬、前田信明
  • 学会等名: 第39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: 2016-11-30
• [学会発表] A novel function of the subplate neurons in radial neuronal migration during corticogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama
  • 学会等名: International symposium「Circuit Construction in the Mammalian Brain」
  • 発表場所: 大阪大学、大阪府吹田市
  • 年月日: 2016-08-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Gene expression profiling of migrating excitatory neurons during mouse neocortical development (2016)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama, Minori Oshima, Kei Yura, Nobuaki Maeda
  • 学会等名: 第39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: 2016-07-20
• [学会発表] サブプレートニューロンのマウス大脳皮質形成期における新規の機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丸山千秋、岡本麻友美、岡戸晴生、宮田卓樹、前田信明
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] The functional roles of subplate neurons in the radial migration of newborn neurons in the developing mouse neocortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama, Mayumi Okamoto, Haruo Okado, Takaki Miyata, Nobuaki Maeda
  • 学会等名: The 8th Annual Meeting for Japanese Developmental Neuroscientists
  • 発表場所: 九州大学病院（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-20
• [学会発表] 発生期サブプレートニューロンの神経活動は新生ニューロンの放射状移動に重要な役割をしている (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山千秋、岡本麻友美、岡戸晴生、宮田卓樹、前田信明
  • 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
• [学会発表] The subplate layer plays critical roles in the radial migration in the developing mouse neocortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸山千秋、岡本麻友美、岡戸晴生、宮田卓樹、前田信明
  • 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: 2014-09-12
• [学会発表] The subplate layer of the developing neocortex plays crucial roles in the radial neuronal migration (2014)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama, Mayumi Okamoto, Haruo Okado, Takaki Miyata, Nobuaki Maeda
  • 学会等名: Gordon Research Conference “Neural Development”
  • 発表場所: Newport, RI, USA
  • 年月日: 2014-08-12
• [学会発表] The roles of subplate layer in the radial migration of newborn neurons in the developing neocortex (2014)
  • 著者名/発表者名: Chiaki Ohtaka-Maruyama, Mayumi Okamoto, Haruo Okado, Takaki Miyata, Nobuaki Maeda
  • 学会等名: International meeting 「Cortical Development 」
  • 発表場所: Chania, クレタ島, ギリシャ
  • 年月日: 2014-05-23
• [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/regeneration/
• [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/
• [備考] ヒトの『進化の記憶』を鳥の脳から解き明かす ～哺乳類大脳の進化過程の一端に迫る研究論文が掲載～
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/topics/2016/0105.html
• [備考] 発生期大脳皮質における神経細胞移動の制御機構について
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/topics/2015/1217.html
• [備考] 東京都医学総合研究所
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/