「個性」はどのように変化するか？

• 研究領域: 多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
• 研究課題/領域番号: 19H04895
• 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: 大阪大学 (2020); 群馬大学 (2019)
• 研究代表者: 金子 涼輔 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (40390695)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: プロトカドヘリン / ノックインマウス / 遺伝子発現制御 / 神経回路形成

研究開始時の研究の概要

私たちは、細胞接着分子プロトカドヘリン(Pcdh)の発現は、個々のニューロンごとに異なることを発表した。Pcdhは音楽的才能やタバコ嗜好性、自閉症、統合失調症やうつ病への関与が報告されている。したがって、Pcdhは「個性」創発に関わると考えられる。
本研究では私達の実験結果をもとに立てた仮説「Pcdh発現の変動が個性を変える」を検証する。本研究により、自閉症、統合失調症やうつ病の新規な脳病態が明らかになると期待される。

研究実績の概要

仮説「Pcdh発現の変動が個性を変える」検証のため以下３課題を行った。
a)Pcdh発現変動の測定：昨年度より進めているPcdhb3の発現解析に加えて、Pcdhb19の精神疾患などの脳機能低下モデルにおけるPcdh発現変動を解析した。その結果、Pcdhb3とPcdhb19とは発現細胞数が異なっていること、発現細胞数はどちらも発生初期で多く、発生に伴い減少することが判明した。また、知的障害・自閉症のモデルマウスであるEhmt1ハプロ不全マウスの脳では興奮性ニューロンにおけるPcdh発現細胞数が概ね半減することを見出した。
b)Pcdh発現の変動メカニズム解析：Pcdh発現制御メカニズムを解明するため、Pcdhb発現に関わるエピゲノム修飾の同定を行った。Pcdhb3発現可視化マウスを用いて、RFP陽性細胞(=Pcdh-β3発現細胞)をセルソーターにて分取した。その後、DNAメチル化状態ならびにヒストン修飾状態を解析した結果、Pcdh-β3プロモーターにおいて遺伝子発現と相関するDNAメチル化部位を同定した。
c)個性創発に関わる遺伝子発現の可視化法開発：Pcdh発現可視化のために開発した手法を応用し、個性創発に関わる遺伝子の発現解析に資する手法を開発した。具体的にはオキシトシン受容体の発現を蛍光にて可視化する手法の開発に成功した。さらに、この研究過程で得られた知見を元に遺伝子改変マウス作製手法ならびに遺伝子改変マウスの精子凍結法の最適化を行った。これらの知見を３報の査読付き論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2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] Targeting Neurons with Functional Oxytocin Receptors: A Novel Set of Simple Knock-In Mouse Lines for Oxytocin Receptor Visualization and Manipulation (2022)
  • 著者名/発表者名: Inoue Yukiko U.、Miwa Hideki、Hori Kei、Kaneko Ryosuke、Morimoto Yuki、Koike Eriko、Asami Junko、Kamijo Satoshi、Yamada Mitsuhiko、Hoshino Mikio、Inoue Takayoshi
  • 雑誌名: eneuro 巻: 9 号: 1 ページ: 0423-21
  • DOI: 10.1523/eneuro.0423-21.2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential regulation of medium spiny and cholinergic neurons in the nucleus accumbens core by the insular and medial prefrontal cortices in the rat (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirose Kensuke、Nakaya Yuka、Kitano Kohei、Saito Yasuhiko、Kaneko Ryosuke、Yanagawa Yuchio、Yamamoto Kiyofumi、Shirakawa Tetsuo、Kobayashi Masayuki
  • 雑誌名: Pfl?gers Archiv - European Journal of Physiology 巻: 473 号: 12 ページ: 1911-1924
  • DOI: 10.1007/s00424-021-02634-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Urinary <scp>FABP1</scp> is a biomarker for impaired proximal tubular protein reabsorption and is synergistically enhanced by concurrent liver injury (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawakami Ryo, Matsui Miki, Konno Ayumu, Kaneko Ryosuke, Shrestha Suman, Sunaga Hiroaki, Hanaoka Hirofumi, Goto Sawako, Hosojima Michihiro, Kabasawa Hideyuki, Obokata Masaru, Koitabashi Norimichi, Matsui Hiroki, Sasaki Tsutomu, Saito Akihiko, Yanagita Motoko, Hirai Hirokazu, Kurabayashi Masahiko, Iso Tatsuya
  • 雑誌名: The Journal of Pathology 巻: 255 号: 4 ページ: 362-373
  • DOI: 10.1002/path.5775
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Correlative microscopy and block-face imaging (CoMBI) method for both paraffin-embedded and frozen specimens (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishii Nobukazu、Tajika Yuki、Murakami Tohru、Galipon Josephine、Shirahata Hiroyoshi、Mukai Ryo、Uehara Daisuke、Kaneko Ryosuke、Yamazaki Yuichi、Yoshimoto Yuhei、Iwasaki Hirohide
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 13108-13108
  • DOI: 10.1038/s41598-021-92485-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An Optimized Preparation Method for Long ssDNA Donors to Facilitate Quick Knock-In Mouse Generation (2021)
  • 著者名/発表者名: Inoue Yukiko U.、Morimoto Yuki、Yamada Mayumi、Kaneko Ryosuke、Shimaoka Kazumi、Oki Shinji、Hotta Mayuko、Asami Junko、Koike Eriko、Hori Kei、Hoshino Mikio、Imayoshi Itaru、Inoue Takayoshi
  • 雑誌名: Cells 巻: 10 号: 5 ページ: 1076-1076
  • DOI: 10.3390/cells10051076
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improvement of short straws for sperm cryopreservation: installing an air-permeable filter facilitates handling (2021)
  • 著者名/発表者名: KANEKO Ryosuke、KAKINUMA Toshie、SATO Sachiko、JINNO-OUE Atsushi
  • 雑誌名: Journal of Reproduction and Development 巻: 67 号: 3 ページ: 235-239
  • DOI: 10.1262/jrd.2021-019
  • NAID: 130008055155
  • ISSN: 0916-8818, 1348-4400
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] GABAergic neuron-specific whole-brain transduction by AAV-PHP.B incorporated with a new GAD65 promoter (2021)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Chiaki、Konno Ayumu、Hosoi Nobutake、Kaneko Ryosuke、Mukai Ryo、Nakai Junichi、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 14 号: 1 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1186/s13041-021-00746-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pcdhb deficiency affects hippocampal CA1 ensemble activity and contextual fear discrimination (2020)
  • 著者名/発表者名: Asai H, Ohkawa N, Saitoh Y, Ghandour K, Murayama E, Nishizono H, Matsuo M, Hirayama T, Kaneko R, Muramatsu S, Yagi T, Inokuchi K
  • 雑誌名: Molecular Brai 巻: 13 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1186/s13041-020-0547-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic manipulation of autonomic nerve fiber innervation and activity and its effect on breast cancer progression (2019)
  • 著者名/発表者名: Kamiya Atsunori、Hayama Yohsuke、Kato Shigeki、Shimomura Akihiko、Shimomura Takushi、Irie Katsumasa、Kaneko Ryosuke、Yanagawa Yuchio、Kobayashi Kazuto、Ochiya Takahiro
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 22 号: 8 ページ: 1289-1305
  • DOI: 10.1038/s41593-019-0430-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of the neuronal network of the medullary respiratory center in transgenic rats expressing archaerhodopsin-3 in Phox2b-expressing cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Kaneko R, Yanagawa Y, Ogawa M, Kobayashi K, Arata S, Kawakami K, Onimaru H.
  • 雑誌名: Brain Res Bull. 巻: 144 ページ: 39-45
  • DOI: 10.1016/j.brainresbull.2018.11.005
  • 査読あり
• [学会発表] 神経細胞識別コードの可視化：クラスター型プロトカドヘリンの発現解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、井上(上野) 由紀子、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第44回日本神経科学学大会 第1回 CJK 国際会議
  • 国際学会
• [学会発表] 神経細胞識別コードの可視化：クラスター型プロトカドヘリンの発現解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、井上(上野) 由紀子、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第43回日本神経科学学大会
• [学会発表] クラスター型プロトカドヘリンによる小脳プルキンエ細胞の配置制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ニューロンIDの可視化 ～クラスター型プロトカドヘリンの発現解析～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子涼輔、阿部 学、高鶴裕介、井上由紀子、渡辺雅彦、崎村建司、柳川右千夫、八木 健
  • 学会等名: NEURO2019(第42回日本神経科学学会・第62回日本神経化学会大会合同大会)
• [学会発表] クラスター型プロトカドヘリン欠損の海馬細胞集団活動における影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 浅井裕貴、大川宜昭、斎藤喜人、Ghandour Khaled、西園啓文、松尾美奈、平山晃斉、村松慎一、金子涼輔、八木 健、井ノ口 馨
  • 学会等名: NEURO2019(第42回日本神経科学学会・第62回日本神経化学会大会合同大会)
• [学会発表] オキシトシン受容体発現を正確に再現できるレポーターマウス・Creドライバーマウス (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上由紀子、金子涼輔、森本由起、井上高良
  • 学会等名: NEURO2019(第42回日本神経科学学会・第62回日本神経化学会大会合同大会)
• [学会発表] 抑制性ニューロン特異的プロモーターの開発と解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 星野千秋、今野 歩、金子涼輔、平井宏和
  • 学会等名: NEURO2019(第42回日本神経科学学会・第62回日本神経化学会大会合同大会)