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初期投射パターンによる皮質興奮性ニューロンの分類とその産生過程の解析

公募研究

研究領域神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
研究課題/領域番号 25123722
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
研究機関生理学研究所

研究代表者

畠中 由美子  生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 特別協力研究員 (40271548)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード神経科学 / 発生・分化 / 解剖学 / 細胞・組織 / 大脳新皮質 / ライブセルイメージング / 神経回路
研究実績の概要

大脳皮質興奮性ニューロンは、皮質内外の領域を結ぶ投射性ニューロンである。これらニューロンは皮質脳室帯(VZ)から生じたのち表層に向かって移動し6層構造(I-VI層)を形成する。この時、後から生まれた細胞は先に生まれた細胞よりも表層に配置することが知られている。これらニューロンの投射先は、皮質下(subcortical)と皮質内(交連性 callosal)に大きく2つに分けられるが、皮質下投射ニューロンが深層(V, VI層)のみに分布するのに対し、皮質内投射ニューロンは第I層を除くすべての層に分布する。これら興奮性ニューロンの投射タイプがどのように発生するかを明らかにする目的で、初期軸索形成過程を解析した。すると、ほぼすべてのニューロンは中間帯(IZ)を移動する過程で軸索形成を開始することがわかった。軸索の向きは外側(lateral)か内側(medial)のいずれかであり、外側投射が先に、内側投射は後から現れる時期依存性があることがわかった。起始細胞のマーカー発現ならびにその後の層分布から、これら投射は皮質下・皮質内投射にそれぞれ発達すると考えられた。この考えに一致して、同じ深層であっても皮質下投射ニューロンの方が皮質内投射ニューロンよりも先に誕生のピークを迎えることがわかった。以上の結果より、皮質興奮性ニューロンは初期投射から2つのタイプに分類されること、また、これらのニューロンは異なる時間枠で順次産生されることが明らかとなった。また、これまで知られているニューロン層配置と誕生日の相関よりも、ニューロン投射タイプと誕生日により強い相関があることが示され、皮質ニューロンの発生の理解に新しい視点をもたらした。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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

    (9件)

すべて 2015 その他

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

  • [雑誌論文] Cortical divergent projections in mice originate from two sequentially generated, distinct populations of excitatory cortical neurons with different initial axonal outgrowth characteristics.2015

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka, Y., Namikawa, T., Yamauchi, K., & Kawaguchi, Y.
    • 雑誌名

      Cereb. Cortex

      巻: - 号: 5 ページ: 2257-2270

    • DOI

      10.1093/cercor/bhv077

    • 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] Neuronal polarization in the developing cerebral cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakakibara
    • 雑誌名

      Front. Neurosci.

      巻: 9 ページ: 116-116

    • DOI

      10.3389/fnins.2015.00116

    • 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
  • [学会発表] Cortical divergent projections in mice originate from two sequentially generated, distinct populations of excitatory cortical neurons with different initial axonal outgrowth characteristics2015

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Hatanaka., Tomohiro Namikawa, Kenta Yamauchi, Yasuo Kawaguchi
    • 学会等名
      The 5th NIPS-CIN Joint Symposium
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知、岡崎)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • 学会等名
      NIPS International Workshop. The Sixth International Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター( 愛知, 岡崎)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • 学会等名
      The 3rd NIPS-CIN Joint Symposium
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知, 岡崎)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Excitatory neurons are classified into two distinct groups according to their initial axonal direction

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Hatanaka, Kenta Yamauchi, Tomohiro Namikawa, Yasuo Kawaguchi
    • 学会等名
      43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 初期軸索伸長方向から2分される大脳皮質興奮性神経細胞のタイプ

    • 著者名/発表者名
      畠中由美子、 山内健太、並河知宏、川口泰雄
    • 学会等名
      第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      自治医科大学(栃木, 下野)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生理学研究所 大脳神経回路論研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/circuit/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所 大脳神経回路論研究部門ホームページ

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/circuit/

    • 関連する報告書
      2013 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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