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細胞外環境に応答した段階的スクラップ&ビルドによる樹状突起形成機構の解明

公募研究

研究領域スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御
研究課題/領域番号 17H05757
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 生物系
研究機関公益財団法人神戸医療産業都市推進機構

研究代表者

川内 健史  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (60397544)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワードスクラップ&ビルド / 創造的破壊 / 大脳皮質 / 神経成熟 / 細胞内輸送 / 発生・分化 / 脳・神経 / 細胞・組織
研究実績の概要

脳内における情報処理は、特定の脳領域に配置された神経細胞が作り出す1方向性の情報の流れが基本単位となる。神経細胞が1方向性の情報伝達を行うためには、発生期に誕生した神経細胞が、未成熟な神経突起を情報の入力を司る複数の樹状突起と出力を担う1本の軸索へと分化させる必要がある。個体脳における樹状突起の形成は、段階的なスクラップ&ビルドを介した複雑な過程を経るため、軸索の決定やガイダンスと比較して、その分子機構は不明な点が多い。本研究では、発生期の大脳皮質をモデルとして、神経細胞の移動に伴って起きる樹状突起の段階的なスクラップ&ビルドの各段階を制御する分子を同定し、それらの関係を理解することを目指す。前年度まで研究において、段階的スクラップ&ビルドの初期段階である、未成熟突起の形成には細胞接着分子N-カドヘリンが重要であること、その後に起きる未成熟突起の退縮には、Caveolin-1がN-カドヘリンを細胞内に取り込むことにより、その機能を抑制することが必要であることが明らかとなった。H30年度の研究により、Caveolin-1は別の細胞接着分子L1のエンドサイトーシスに関与していることが分かった。N-カドヘリンと同様に、L1も未成熟突起の形成を促進しており、Caveolin-1はこれらの接着分子を細胞膜から取り込むことにより、未成熟突起の未成熟突起の退縮(創造的崩壊)を制御していることが示された(iScience 2018)。しかし、レスキュー実験の結果から、未成熟突起のスクラップ&ビルドについて、L1よりもN-カドヘリンが中心的な役割を果たすことも分かった。また、今年度の研究において、未成熟突起の形成に必要なp27の細胞内動態に関する新たな知見も得ることができた(Front Cell Dev Biol 2019)。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Growth Arrest Triggers Extra-Cell Cycle Regulatory Function in Neurons: Possible Involvement of p27kip1 in Membrane Trafficking as Well as Cytoskeletal Regulation2019

    • 著者名/発表者名
      Kawauchi Takeshi、Nabeshima Yo-ichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 7 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fcell.2019.00064

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Caveolin-1 Promotes Early Neuronal Maturation via Caveolae-Independent Trafficking of N-Cadherin and L1.2018

    • 著者名/発表者名
      Shikanai M, Nishimura YV, Sakurai M, Nabeshima YI, Yuzaki M, Kawauchi T.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 7 ページ: 53-67

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.08.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rab family small GTPases-mediated regulation of intracellular logistics in neural development2018

    • 著者名/発表者名
      Shikanai Mima、Yuzaki Michisuke、Kawauchi Takeshi
    • 雑誌名

      Histology and Histopathology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tubulin isotype specificity in neuronal migration: Tuba8 can’t fill in for Tuba1a2017

    • 著者名/発表者名
      Kawauchi Takeshi
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 216 号: 8 ページ: 2247-2249

    • DOI

      10.1083/jcb.201705172

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological and Molecular Basis of Cytoplasmic Dilation and Swelling in Cortical Migrating Neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Yoshiaki、Nabeshima Yo-ichi、Kawauchi Takeshi
    • 雑誌名

      Brain Sciences

      巻: 7 号: 7 ページ: 87-87

    • DOI

      10.3390/brainsci7070087

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 神経成熟の初期段階におけるカベオラ非依存的なCaveolin-1の役割2018

    • 著者名/発表者名
      川内健史
    • 学会等名
      蛋白研セミナー「高次脳機能の神経回路機構」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo roles of clathrin-independent endocytosis in early neuronal maturation2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kawauchi, Mima Shikanai, Michisuke Yuzaki, Yo-ichi Nabeshima
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia (CSHA) meeting of “Latest Advances in Development & Function of Neuronal Circuits”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スクラップ&ビルドによるマウス大脳皮質の神経成熟および神経細胞移動の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      川内健史
    • 学会等名
      次世代脳 冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脳内で神経細胞が正しく配置される仕組み2017

    • 著者名/発表者名
      川内健史
    • 学会等名
      福井大学医学部
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複数のエンドサイトーシス経路による多段階の神経細胞移動および神経成熟の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      川内健史
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tkawauchi.web.fc2.com

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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