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発生・移動期のGABAモーダルシフト摂動による生後の大脳皮質メゾ神経回路書き換え

公募研究

研究領域メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
研究課題/領域番号 23115506
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

福田 敦夫  浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)

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
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2011年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード生理学 / 神経科学 / ストレス / 脳・神経 / GABA / バルブアルブミン / KCC2 / 脳神経疾患 / GAD67 / 塩素イオン / 細胞移動 / タウリン / 母体ストレス / 細胞発生
研究実績の概要

23年度に確立した、子宮内胎仔電気穿孔法を用いたKCC2過剰発現モデル、徐放性ポリマーに吸着させたブロッカーの脳室内投与によるGABAA受容体阻害モデル、タウリントランスポーター欠損による胎仔脳タウリン欠乏モデル、母体拘束ストレスによるGABA神経細胞発生障害モデル、などのGABAモーダルシフトへの摂動負荷モデルを用いてメゾ神経回路の形成・機能の変化を解析する。
1.GABAモーダルシフト摂動モデル脳の成長過程の細胞・組織学的評価:
母体拘束ストレスモデルでは、胎仔大脳皮質における皮質板細胞の発生と移動は母体ストレスによって変化しなかった。しかし中間帯から脳室下帯にかけて母体ストレス中に発生すべきGABA細胞の数が減少していた。生後21日においても、ストレス中に発生したGABA細胞数が有意に減少しており、なかんずくパルブアルブミン(PV)陽性GABA細胞は、内側前頭皮質の全層、体性感覚皮質III層、海馬CA1で有意に減少していた。対照的に、PV陰性GABA細胞は、いずれの部位でも有意な減少を認めなかった。すなわち、目的としたGABAモーダルシフト摂動モデルの作製に成功した。
2.GABAモーダルシフト摂動モデルの成長後におけるメゾ神経回路の生理学的評価:
上記モデルをもちいて、トニック電流、自発性および微小シナプス後電流と、刺激誘発性の興奮性/抑制性シナプス後電流を記録することができた。また限局性皮質損傷による摂動モデルを作製して検討した。4日後では壊死部位を囲むようにGABA細胞が集積し、さらにその外周に将来のII層を構成する皮質板細胞が周囲から移動してきた。これらの細胞ではGABAA受容体活性化を介した細胞内Ca2+振動がみられ、GABAイメージングを行うと、FCFL中心部で細胞外GABA濃度が異常に上昇していた。7日目には3-4層構造の小脳回が形成された。

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

    (50件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phosphodiesterase 4 inhibition enhances the dopamine D1receptor/PKA/D ARPP-32 signaling cascade in frontal cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Kuroiwa, M., et al
    • 雑誌名

      Psychopharmacology

      巻: 219 号: 4 ページ: 1065-1079

    • DOI

      10.1007/s00213-011-2436-8

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Taurine inhibits the K+-Cl- cotransporter KCC2 to regulate embryonic Cl- homeostasis via the with-no-lysine (WNK) protein kinase signaling pathway.2012

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

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 20839-20850

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decreased tonic inhibition in cerebellar granule cells causes motor dysfunction in a mouse model of Angelman syndrome.2012

    • 著者名/発表者名
      Egawa, K., Kitagawa, K., Inoue, K., Takayama, M., Takayama, C., Saitoh, S., Kishino, T., Kitagawa, M., and Fukuda,A.
    • 雑誌名

      Science Translational Medicine

      巻: 4

    • 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 Axons.2012

    • 著者名/発表者名
      Hirata, T., Kumada, T., Kawasaki, T., Furukawa, T., Aiba, A., Conquet, F., Saga, Y., and Fukuda, A.
    • 雑誌名

      Developmental Neurobiology

      巻: 72 ページ: 1559-1576

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GABAのマルチモーダルな作用2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫.
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 30 ページ: 1355-1359

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] GABAの抑制と興奮の二面性.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 雑誌名

      Epilepsia

      巻: 6 ページ: 85-92

    • NAID

      40019478063

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] GABA,グリシンの機能-脊髄での機能を中心に.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫.
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 30 ページ: 795-798

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Refuting the challenges of the developmental shift of polarity of GABA actions: GABA more exciting than ever!2012

    • 著者名/発表者名
      Ben-Ari, Y., Woodin, M.A., Sernagor, E., Cancedda, L., Vinay, L., Rivera, C., Legendre, P., Luhmann, H.J., Bordey, A., Wenner, P., Fukuda, A., et al.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 6 ページ: 1-18

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] GABA regulates the multidirectional tangential migration of GABAergic interneurons in living neonatal mice2011

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Nemoto
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: Vol.6 号: 12 ページ: e27048-e27048

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0027048

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 神経回路機能の発達と病態(GABAを中心に)2011

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 雑誌名

      小児神経学の進歩

      巻: 40 ページ: 129-142

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 組織標本(脳スライス)への各種イメージング法適用の実際2011

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 雑誌名

      メディカルホトニクスコース講習テキスト

      巻: 20 ページ: 57-64

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Does elevated intracellular chloride cause epilepsy in focal cortical dysplasia?2011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu-Okabe, C., et al
    • 雑誌名

      Dysplasia : Causes, Types and Treatment Options(eds.Nova Science Publishers)(Hauppauge, NY, U.S.A.)

      巻: (In Press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Chloride homeodynamics underlying pathogenic modal shifts of GABA actions2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A.
    • 雑誌名

      Comprehensive Developmental Neuroscience(eds.Pasko Rakic and John Rubenstein)(Elsevier, Oxford, United Kingdom)

      巻: 10章(In Press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Multimodal GABAa receptor functions on cell development2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 雑誌名

      Comprehensive Developmental Neuroscience(eds.Pasko Rakic and John Rubenstein)(Elsevier, Oxford, United Kingdom)

      巻: 125章(In Press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マウス発生期大脳新皮質においてGABAA受容体を介したシグナルは神経前駆細胞の内在的性質を 制御する.2012

    • 著者名/発表者名
      栃谷史郎, 古川智範, 坂東 遼, 近藤重明, 福田 敦夫, 福井義浩.
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-12-11
    • 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体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, 千太哲, 中村直人, 古川智範, Kilb Werner, Luhmann Heiko J.,中原大一郎, 福田敦夫.
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
    • 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] 母性Ube3a 欠失マウス小脳顆粒細胞におけるGABAトランスポーター過剰によるトニック抑制の減弱と 小脳機能障害.2012

    • 著者名/発表者名
      江川 潔, 北川恭子, 井上浩一, 高山理和, 高山 千利, 斉藤伸治, 木住野達也, 北川正敏, 福田敦夫.
    • 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] マウス大脳皮質の移動神経細胞における領域特異的なGABAA受容体応答.2012

    • 著者名/発表者名
      熊田竜郎, 中西康彦, 古川智範, 江川 潔, 福田 敦夫.
    • 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] 皮質形成異常の成因に関与する細胞外GABAと細胞内cl-.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫, 王 天英, 柳川右千夫.
    • 学会等名
      第39回日本脳科学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-10-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 母体ストレスによるGAD67ヘテロ欠損胎仔でのGABAニューロンの特異的減少.2012

    • 著者名/発表者名
      内田 琢, 柳川右千夫, 福田敦夫.
    • 学会等名
      第39回日本脳科学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2012-10-05
    • 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., Wei, B., Furukawa, T., Inoue, K., Watanabe, M.,Sato, K., and Fukuda, A.
    • 学会等名
      The 12th Kyungpook-Hamamatsu Joint Medical Symposium Hamamatsu Meeting
    • 発表場所
      Hamamatsu, Japan.
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アストロサイト回路網によってもたらされる海馬GABAシナプスにおけるホメオスタティックなCl-動態.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫, 江川 潔, 山田順子,古川智範, 柳川 右千夫.
    • 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] γ-tubulin2の減少は線条体神経細胞のミトコンドリア機能障害を介し非定型パーキンソン病を発症させる.2012

    • 著者名/発表者名
      堤 弘次, 久保亜紀子, 高木博, 赤津裕康, 紺野 在, 宮本裕子, 矢野育子, 山内大輔, 堀尾哲也, 宮 川 剛, 宮嶋裕明, 福田敦夫, 他.
    • 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] Allopregnanoloneのグルタミン酸作動性神経終末部に対する効果.2012

    • 著者名/発表者名
      岩田暁美, 福田敦夫, 申 敏哲, 脇田真仁, 赤池 紀生.
    • 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] マウス網膜スライス標本を用いたグルタミン酸放出レベルの可視化.2012

    • 著者名/発表者名
      大熊真人, 金田 誠, 吉田祥子, 福田敦夫, 宮地 栄一.
    • 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] 過剰量のGABAは小脳発達に影響を及ぼす.2012

    • 著者名/発表者名
      田野崎真, 勝股大樹, 関野祐子, 福田敦夫, 吉田 祥子.
    • 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] 発達期小脳皮質のグリアからGABA放出はトランスポーターで制御される.2012

    • 著者名/発表者名
      吉田祥子, 山田ひかり, 栗本侑依, 小林和人, 高山 千利, 山本清二, 福田敦夫,穂積直裕.
    • 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., Inoue, K., Furukawa, T., Yamada, J., Kumada, T., Wang, T., and Inoue, R.
    • 学会等名
      The 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] Cl- ホメオダイナミクスによるGABAスイッチと神経オシレーション.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫.
    • 学会等名
      神経オシレーション:共振とディスリズミア研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2012-07-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動物モデルを用いた皮質形成異常の成因に関するマルチモーダルGABA仮説の検証.2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫.
    • 学会等名
      第52回日本神経病理学会総会学術研究会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2012-06-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 三叉神経痛の動物モデルと病態仮説2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 学会等名
      第14回日本脳神経減圧術学会
    • 発表場所
      東京(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Abnormal Chloride Transportation in Cortical Dysplasia2012

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A.
    • 学会等名
      International Symposium on Surgery for Catastrophic Epilepsy in Infants (ISCE)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質形成における非シナプス性GABA2012

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫
    • 学会等名
      第117回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      山梨(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 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] Ambient taurine controls radial migration in developing cerebral cortex2012

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, T., 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
      Kumada, T., 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] Bidirectional interaction of Maternal stress with fetal and maternal γ-amino butyric acid (GABA) systems2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 学会等名
      International Symposium "Interaction of nervous and immune systems in health and disease"
    • 発表場所
      Saint Petersburg, Russia(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Impairment of tonic inhibition in cerebellum granule cells causes cerebellum dysfunction in Ube3a maternal-deficient mice2011

    • 著者名/発表者名
      Egawa, K., et al
    • 学会等名
      Angelman Syndrome Foundation Scientific Symposium
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Developmental regulation of KCC2 activity by taurine in a phosphorylation-dependent manner2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, K., et al
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] GABAergic dysfunction in Ube3a deficient mice, models of angelman syndrome2011

    • 著者名/発表者名
      Egawa, K., et al
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Temporal paracrine GABA and KCC2 downregulation underlie the formation of microgyrus in a model of focal cortical malformation2011

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, A., et al
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アンジェルマン症候群における小脳顆粒細胞tonic inhibitionの低下と小脳機能障害2011

    • 著者名/発表者名
      江川潔, 他
    • 学会等名
      第38回日本脳科学会
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 発達期の大脳皮質の各領域における移動細胞のカルシウム振動2011

    • 著者名/発表者名
      中西康彦, 他
    • 学会等名
      第58回中部生理学会
    • 発表場所
      福井
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生後初期に一過性のバーグマンクリア由来の細胞外GABAが小脳顆粒前駆細胞の分裂を促進する2011

    • 著者名/発表者名
      福田敦夫, 他
    • 学会等名
      第58回中部生理学会
    • 発表場所
      福井
    • 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., USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Impairment of tonic inhibition in cerebellum granule cells causes cerebellum dysfunction in Ube3a maternal-deficient mice2011

    • 著者名/発表者名
      Egawa, K., et al
    • 学会等名
      41st Annual Meeting, Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Washington, D.C., USA
    • 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., USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] アンジェルマン症候群における小脳顆粒細胞tonic inhibitionの低下と小脳機能障害2011

    • 著者名/発表者名
      江川潔, 他
    • 学会等名
      平成23年度生理学研究会シナプス2011
    • 発表場所
      岡崎
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Does elevated intracellular chloride cause epilepsy in focal cortical dysplasia? (Chspter IV) In: Dysplasia: Causes, Types and Treatment Options2012

    • 著者名/発表者名
      Shimizu-Okabe, C., Okabe, A., and Fukuda, A.
    • 出版者
      L.M. Sexton and H. J. Leach. Nova Science Publishers, Hauppauge.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www2.hama-med.ac.jp/w1a/phys1/index-j.html

    • 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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