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時空間的に変遷するGABAA受容体作用による大脳皮質の層依存的な細胞移動の調節

公募研究

研究領域動く細胞と場のクロストークによる秩序の生成
研究課題/領域番号 23111510
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
研究機関浜松医科大学

研究代表者

熊田 竜郎  浜松医科大学, 医学部, 助教 (00402339)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード細胞移動 / 大脳皮質 / GABAA受容体 / GABA_A受容体 / カルシウム
研究実績の概要

神経細胞の移動に関与する細胞内カルシウムの変動に関与する。本研究課題では発達期の大脳皮質において異なる分布を示す内在性の GABAA 受容体のアゴニストであるGABA とタウリンが放射状に移動する神経細胞に対する作用について移動経路や場に着目して研究を発展させてきた。昨年度は下記に示す2項目について報告する。
タウリンを介する塩素イオンの変動と細胞移動の関係
GABAA 受容体応答は塩素イオン輸送体の発達に伴い興奮から抑制に変化する。我々は大脳皮質の移動細胞における細胞内塩素イオン変動の役割を調査するために子宮内電気穿孔法により成熟型塩素イオン輸送体であるKCC2を移動神経細胞に異所的発現させた。しかしながら、意外なことにKCC2はタウリンによりリン酸化依存的に機能抑制されていた。そこで、新たにタウリン依存性のリン酸化部位に変異を入れたKCC2を上記と同様に強制発現させたところ、興味深いことに、発現神経細胞で細胞内塩素イオンの低下を示すばかりでなく、放射状の移動に障害が現れることが分かった。これらの所見からタウリンはGABAA 受容体のアゴニスト・塩素イオン輸送体の調節物質の両者の性質を併せ持って動く細胞を調節していることが示唆された。
病態モデルにおける塩素イオンの変動と細胞移動の関係
神経回路形成過程の障害モデルである皮質凍結損傷による限局的皮質形成異常モデルを作成し、その異常皮質形成過程で一過性に1)異常皮質の構成細胞で KCC2の発現が低下すること、2)皮質損傷部位とその周囲に細胞外 GABAが高濃度となること、3)形成領域にある移動神経細胞でGABAA 受容体を介する細胞内カルシウム変動に変化をきたすこと、を見出し、異常皮質形成に GABAA 受容体シグナリングが関与する可能性を示唆した。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Accumulation of GABAergic neurons, causing a focal ambient GABA gradient, and downregulation of KCC2 are induced during microgyrus formation in a mouse model of polymicrogyria.2013

    • 著者名/発表者名
      Wang, T., et al
    • 雑誌名

      Cereb. Cortex

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pre- and post-synaptic switches of GABA actions associated with Cl - homeostatic changes are induced in the spinal nucleus of the trigeminal nerve in a rat model of trigeminal neuropathic pain.2012

    • 著者名/発表者名
      Wei, B., et al,
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 228 ページ: 334-348

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2012.10.043

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taurine inhibits K^+-Cl^- cotransporter KCC2 to regulate embryonic Cl^- homeostasis via with-no-lysine (WNK) protein kinase signaling pathway2012

    • 著者名/発表者名
      Inoue K, Furukawa T, Kumada T, Yamada J, Wang T, Inoue R, Fukuda A
    • 雑誌名

      J Biol Chem

      巻: 287 号: 25 ページ: 20839-20850

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.319418

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guidepost Neurons for the Lateral Olfactory Tract : Expression of Metabotropic Glutamate Receptor 1 and Innervation by Glutamatergic Olfactory Bulb Axons2012

    • 著者名/発表者名
      Hirata, T., et al
    • 雑誌名

      Dev.Neurobiol.

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Activity-dependent endogenous taurine release facilitates the excitatory neurotransmission in the neocortical marginal zone of neonatal rats.2013

    • 著者名/発表者名
      熊田竜郎ら
    • 学会等名
      第90 回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regional difference in GABA A Receptor Mediated Ca2+ responses of radially migrating neurons in the mouse embryonic neocortex.2013

    • 著者名/発表者名
      Kumada, T., et al,
    • 学会等名
      The 23th CDB meeting, "Building multicellular systems from Cellular Cross-Talk"
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2013-01-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 活動依存的な内因性タウリンの放出が新生ラット大脳新皮質辺縁帯の興奮性シナプ ス伝達を促進する2012

    • 著者名/発表者名
      熊田竜郎ら
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「神経シナプス伝達の時空間ダイナミクス」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2012-11-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マウス大脳皮質の移動神経細胞における領域特異的なGABA A受容体応答2012

    • 著者名/発表者名
      熊田竜郎ら
    • 学会等名
      第59回中部生理学会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regional difference in calcium oscillation of radially migrating neurons in the mouse embryonic neocortex.2012

    • 著者名/発表者名
      熊田竜郎ら
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular taurine inhibits the functioning of KCC2 protein by phosphorylation via with-no-lysine (WNK) protein kinase pathway.2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al,
    • 学会等名
      8th FENS Forum of Neuroscience
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2012-07-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Pre- and post-synaptic switches of GABA actions in the spinal nucleus of the trigeminal nerve in a rat model of trigeminal neuropathic pain.2012

    • 著者名/発表者名
      Kumada, T., et al,
    • 学会等名
      第12回慶北-浜松合同医学シンポジウム
    • 発表場所
      浜松
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular taurine modulates KCC2 function by phosphorylation2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Regionally differential calcium oscillation of radially migrating cells in embryonic cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi, Y., et al
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      長野
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ambient GABA released from Bergmann glial cells promotes proliferation of cerebellar granule cell precursors2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 学会等名
      41st Annual Meeting, Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington, D.C.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Taurine prevents KCC2 from functioning in a phosphorylation-dependent manner to render embryonic Cl^- homeostasis2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, K., et al.
    • 学会等名
      41st Annual Meeting, Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington, D.C.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Handbook of the Cerebellum and Cerebellar Disorders2012

    • 著者名/発表者名
      Komuro, Y., et al,
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      Granule Cell Migration and Differentiation.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Comprehensive Developmental Neuroscience2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 出版者
      Elsevier(in press)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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