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新奇環境認知により活性化される単一ニューロン種のトランスクリプトーム解析

公募研究

研究領域マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出
研究課題/領域番号 25116507
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
研究機関京都大学

研究代表者

奥野 浩行  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 特定准教授 (80272417)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワードトランスクリプトーム解析 / 単一ニューロン / 活動依存的遺伝子 / 脳・神経 / シナプス / 遺伝子 / 外的環境
研究実績の概要

大脳の認知機能の維持には神経活動依存的な遺伝子発現や蛋白質合成が必要であり、このような細胞遺伝子応答の異常・失調は神経発達障害や精神疾患病態に関連することが示唆されている。特に、外的環境の情報処理や社会的交互作用プロセスに関与する神経ネットワークにおける遺伝子発現応答の全体像を把握することは神経・精神病態の理解に極めて重要だと考えられが、このような遺伝子応答は経験や生活履歴などによる個体差の影響も大きく、これまでのところ統一的な理解には至っていない。本研究では新奇環境経験によって活性化された大脳・海馬における神経細胞を可視化して同定することにより、脳スライスから実験群と対照群の細胞を単一細胞レベルで採取し、細胞タイプ特異的、活性化ニューロン特異的なトランスクリプトーム解析を行うことを目的とする。本手法の確立は精神病態のマイクロエンドフェノタイプ同定への有効なアプローチ法の一つとなると考えられる。平成26年度は計画にそって研究を進め以下の結果を得た。
1、微量RNAサンプルからの高効率逆転写反応の最適化を行い、数個の細胞群からのRNA-Seq法を効率良く行うことのできる系を確立した。
2、上記の方法を用い極少数の海馬歯状回顆粒細胞における新奇環境暴露後の網羅的遺伝子発現プロファイルを得た。複数の独立サンプルからの結果を用いて統計解析を行い有意に遺伝子発現上昇または現象する遺伝子リストを決定した。
3、単一大脳神経細胞からRNA-Seq解析を行うための新規プロトコールを開発した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Neuromodulatory effect of Gαs- or Gαq-coupled GPCR on NMDAR selectively activates the NMDAR/Ca2+/calcineurin/CREB-regulated transcriptional coactivator 1 (CRTC1) pathway to effectively induce Bdnf expression in neurons.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi M, Tabuchi A, Kuwana Y, Watanabe S, Inoue M, Takasaki I, Izumi H, Tanaka A, Inoue R, Mori H, Komatsu H, Takamori H, Okuno H, Bito H, Tsuda M.
    • 雑誌名

      J Neurosci.

      巻: 35 号: 14 ページ: 5606-5624

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3650-14.2015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Region-specific activation of CRTC1-CREB signaling mediates long-term fear memory2014

    • 著者名/発表者名
      Nonaka M, Kim R, Fukushima H, Sasaki K, Suzuki K, Okamura M, Ishii Y, Kawashima T, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Okuno H, Kida S, Bito H
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 84 号: 1 ページ: 92-106

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.08.049

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Whole-brain mapping of behaviorally-induced neural activation in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Vousden DA, et al.,
    • 雑誌名

      Brain Struc Func

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age2014

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Okuno H, Bito H
    • 雑誌名

      Front. Neural Circuits

      巻: 8 ページ: 37-37

    • DOI

      10.3389/fncir.2014.00037

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 核からシナプスへの分子ターゲティング機構の解明‐神経回路の長期可塑性を制御するArcタンパク質のケーススタディー2014

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、尾藤晴彦
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 18-27

    • NAID

      40020011052

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Functional labeling of neurons and their projections using the synthetic activity-dependent promoter E-SARE2013

    • 著者名/発表者名
      Kawashima T, Kitamura K, Suzuki K, Nonaka M, Kamijo S, Takemoto-Kimura S, Kano M, Okuno H, Ohki K, Bito H.
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 10 号: 9 ページ: 889

    • DOI

      10.1038/nmeth.2559

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 記憶の分子機構:神経細胞の情報伝達効率を調節するメカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行
    • 雑誌名

      Brain and Nerve

      巻: 65 ページ: 1171-1178

    • NAID

      40019825605

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 活動依存的遺伝子Arcのシナプス調節と記憶制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行
    • 学会等名
      日本神経化学学会
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inverse synaptic tagging of Arc and its role on memory functions2014

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of Arc in inverse tagging of inactive synapses

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H et al.
    • 学会等名
      International Society for Neurochemistry (ISN2013)
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of synaptic strength by Arc/Arg3.1-CaMKIIbeta interaction through inverse tagging process

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 学会等名
      Korean Physiology Society (KPS 2013)
    • 発表場所
      Seoul, South Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca2+/カルモジュリン依存性キナーゼIIβとArcによるAMPA型グルタミン酸受容体の量的制御

    • 著者名/発表者名
      奥野浩行、石井雄一郎、川島尚之、野中美応、明石馨、崎村建司、尾藤晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物年会
    • 発表場所
      神戸国際展示場(神戸市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Inverse synaptic tagging by Arc in "Novel Mechanisms of Memory"2015

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H., Araki, A., Minatohara, K.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Neuroplasticity in “Homeostatic control of brain function”2015

    • 著者名/発表者名
      Okuno, H
    • 出版者
      Oxford University Press
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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