Resonance特性の分子メカニズムと機能的意義の解析

• 研究領域: 非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
• 研究課題/領域番号: 16H01615
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 橋本 浩一 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 教授 (00303272)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 下オリーブ核 / resonance特性 / オシレーション / resonance / ニューロン / 膜電位 / 電気生理

研究実績の概要

延髄下オリーブ核ニューロンは、サイン波状の周期的閾値下膜電位振動（subthreshold membrane potential oscillation: STO）を示すことが知られている。昨年度までの解析から、STOの発現にはhyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated K+ channel 1（HCN1）が必須であることを明らかにした。また、 resonance特性に関与する可能性がある他のイオンチャネルとして、Kv11型電位依存性K+チャネルも同時に同定した。本年度はKv11のresonance特性における機能的意義を明らかにするための解析を中心に実施した。Kv11の脳内での分布を解析するため、特異的抗体の作成に着手した。また、下オリーブ核に発現が見られるサブタイプとしてKv11.3（Kcnh7）に着目し、ノックアウトマウスの作成を開始した。現在、マウスの作成はほぼ完了している。また、同じくresonance特性に関係すると考えられているHCN1チャネルとKv11.3とのイオンチャネルレベルでの機能的な相互作用の機序を明らかにするため、HEK293にHCN1とKcnh7を共発現させる実験系を立ち上げた。立ち上げはほぼ終了し、HCN1もしくはKcnh7単独、もしくは両者を同時に発現させるなど発現パターンを変えた解析を開始している。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Glutamate transporter GLAST controls synaptic wrapping by Bergmann glia and ensures proper wiring of Purkinje cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Yamasaki M, Hashimoto K, Kohda K, Yuzaki M, Shimamoto K, Tanaka K, Kano M, Watanabe M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 114 号: 28 ページ: 7438
  • DOI: 10.1073/pnas.1617330114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Serotonin rebalances cortical tuning and behavior linked to autism symptoms in 15q11-13 CNV mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakai N, Nagano M, Saitow F, Watanabe Y, Kawamura Y, Kawamoto A, Tamada K, Mizuma H, Onoe H, Watanabe Y, Monai H, Hirase H, Nakatani J, Inagaki H, Kawada T, Miyazaki T, Watanabe M, Sato Y, Okabe S, Kitamura K, Kano M, Hashimoto K, Suzuki H, Takumi T.
  • 雑誌名: Sci Adv. 巻: 3 号: 6
  • DOI: 10.1126/sciadv.1603001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ionic Basis for Membrane Potential Resonance in Neurons of the Inferior Olive (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto-Makidono, Y., Nakayama, H., Yamasaki, M., Miyazaki, T., Kobayashi, K., Watanabe, M., Kano, M., Sakimura, K., Hashimoto, K.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 16 号: 4 ページ: 994
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.053
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/3ce87e4a-7df7-4d28-8c16-070ceff28970
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CAPS1 RNA Editing Promotes Dense Core Vesicle Exocytosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyake K, Ohta T, Nakayama H, Doe N, Terao Y, Oiki E, Nagatomo I, Yamashita Y, Abe T, Nishikura K, Kumanogoh A, Hashimoto K, Kawahara Y.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 17 号: 8 ページ: 2004-2014
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.10.073
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Metabotropic Glutamate Receptor Subtype 1 Mediates Experience-Dependent Maintenance of Mature Synaptic Connectivity in the Visual Thalamus (2016)
  • 著者名/発表者名: Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata and Masanobu Kano
  • 雑誌名: Neuron 巻: 91 号: 5 ページ: 1097
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2016.07.035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Anatomical pathway for perioral sensory signals to the inferior olive in the mouse. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubo, R., Hashimoto, K.
  • 学会等名: 第95回 日本生理学会大会
• [学会発表] 神経細胞のResonance特性に関わるイオンチャネルの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、槇殿佳子、中山寿子、山崎美和子、宮崎太輔、小林和人、渡辺雅彦、狩野方伸、崎村建司
  • 学会等名: 第94回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松市
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] マウスヒゲ領域から下オリーブ核に至る感覚経路の解析. (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保怜香、橋本浩一
  • 学会等名: 生理学研究所研究会「シナプス・神経回路機能の時空間制御」
• [学会発表] Microglia Dependent Development of Neuronal Circuits in the Cerebellum. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, H., Abe, M., Morimoto, M., Sakimura, K., Hashimoto, K.
  • 学会等名: 第40回 日本神経科学学会大会
• [学会発表] Activation of mTORC1 signaling in cerebellar Purkinje cells causes cell death and hypertrophy of Purkinje cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakai, Y., Kassai, H., Nakayama, H., Nakao, K., Maeda, T., Hashimoto, K., Kano, M., Aiba, A.
  • 学会等名: 第40回 日本神経科学学会大会
• [学会発表] Genetic manipulation of mTORC1 signaling in mouse cerebellar Purkinje cell. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kassai, H., Sakai, Y., Nakayama, H., Maeda, T., Hashimoto, K., Kano, M., Aiba, A.
  • 学会等名: Neuroscience 2016 annual meeting Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞膜resonance特性に関わるイオンチャネル (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、槇殿佳子、中山寿子
  • 学会等名: 第68回 日本生理学会 中国四国地方会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] Ion channels responsible for the resonant property of neurons in the inferior olive. (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、中山寿子、松本佳子
  • 学会等名: 第59回 日本神経化学会大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] A mutation in CACNA1G causes autosomal dominant spinocerebellar ataxia. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morino, H., Matsuda, Y., Muguruma, K., Miyamoto, R., Ohsawa, R., Ohtake, T., Otobe, R., Watanabe, M., Maruyama, H., Hashimoto, K., Kawakami, H.
  • 学会等名: 第39回 日本神経科学学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2016-07-20
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/physiol2/
• [備考] 広島大学 医歯薬保健学研究科 神経生理学
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/physiol2/