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2017 年度 実績報告書

神経活動依存的な軸索分岐を担う細胞骨格制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 15H04260
研究機関大阪大学

研究代表者

山本 亘彦  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429)

研究分担者 菅生 紀之  大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (20372625)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード大脳皮質 / RhoGEF / 軸索分岐 / 神経活動依存性
研究実績の概要

昨年度までに、Rho guanine nucleotide exchange factor (RhoGEF)ファミリーの分子が大脳皮質ニューロンの軸索分岐形成に対して、RhoAを介して促進的に作用することを明らかにしたが、本年度はこの結果を踏まえてRhoGEFの進化的保存性や神経活動依存的な特性について研究した。まず、進化的保存性に関して、マカクザルの大脳皮質切片を用いてRhoAの活性化を促すRhoGEF(RhoA-GEF)28種類の発現を調べたところ、その多くが齧歯類と同様に大脳皮質全層に広く発現していることが見出された。また、それらの発現量は個々のRhoA-GEFでかなり異なっていたが、齧歯類大脳で強い発現を示すRhoA-GEF、ABRやBCRが霊長類大脳でも強い発現を示し、一方齧歯類大脳で発現の低いARHGEF5やARHGEF28は霊長類でも発現が弱い、すなわちRhoA-GEFの発現量は種間で強い正の相関があることがわかった。さらに、大脳皮質の回路形成における遺伝学的要因と環境的要因との関連性を明らかにするために、RhoA-GEFの一つARHGEF18で神経活動依存的発現を培養下で調べたが、外液のKCl濃度増大による脱分極によってその発現量は変化しなかった。さらに、プルダウンアッセイによって活性化したARHGEF18のタンパク量を調べたが、神経活動によってその総量には有意な変化が見られなかった。以上より、RhoA-GEFの大脳皮質における役割が種を越えて共通な側面があること、その発現は環境依存的と言うよりはむしろ遺伝的に保存された回路形成に関与することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Visualization of Thalamocortical Axon Branching and Synapse Formation in Organotypic Cocultures2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto N, Yamamoto N
    • 雑誌名

      J Vis Exp

      巻: 133 ページ: e56553

    • DOI

      10.3791/56553

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nucleocytoplasmic Shuttling of Histone Deacetylase 9 Controls Activity-Dependent Thalamocortical Axon Branching2017

    • 著者名/発表者名
      Alchini R, Sato H, Matsumoto N, Shimogori T, Sugo N, Yamamoto N
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 ページ: 6024

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06243-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Immunocytochemistry and fluorescence imaging efficiently identify individual neurons with CRISPR/Cas9-mediated gene disruption in primary cortical cultures2017

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu H, Uyeda A, Yamamoto N, Sugo N
    • 雑誌名

      BMC neurosci

      巻: 18 ページ: 55

    • DOI

      10.1186/s12868-017-0377-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome Stability by DNA polymerase β in Neural Progenitors Contributes to Neuronal Differentiation in Cortical Development2017

    • 著者名/発表者名
      Onishi K, Uyeda Akiko, Shida M, Hirayama T, Yagi T, Yamamoto N, Sugo N
    • 雑誌名

      J Neurosci

      巻: 37 ページ: 8444-8458

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0665-17.2017

    • 査読あり
  • [学会発表] Activity-Dependent Mechanisms for Thalamocortical Circuit Formation2017

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto N
    • 学会等名
      The 48th NIPS International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経活動依存的な視床皮質軸索の分岐制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      山本亘彦
    • 学会等名
      第39回神経組織培養研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] The role of neuronal activity and co-factors in CREB dynamics in cortical neurons: A single-molecule imaging study2017

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa H, Sugo N, Yamamoto N
    • 学会等名
      Cortical Development Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A negative regulator for activity-dependent thalamocortical axon branching2017

    • 著者名/発表者名
      Hayano Y, Araki T, Sasaki K, Miyasaka Y, Nakasone T, Hata Y, Yamamoto, N
    • 学会等名
      Cortical Development Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time luciferase assay reveals the effects of patterned neuronal activity on BDNF expression in the developing cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Miyasaka Y, Miyagawa H, Yamamoto N
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] Temporal sequence of contralateral corticofugal projections and gene expression in the midbrain after hemispherectomy2017

    • 著者名/発表者名
      Chang L, Yamamoto N
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] The role of DNA polymerase β in postnatal cortical neuron development2017

    • 著者名/発表者名
      Uyeda A, Sugo N, Onishi K, Lyu J, Hirayama T, Yagi T, Yamamoto N
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] A study of the role of DNA polymerase β in human brain development using induced pluripotent stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Tsunematsu H, Sugo N, Kurosawa A, Adachi N, Yamamoto N
    • 学会等名
      The 40th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society

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公開日: 2018-12-17  

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