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2017 年度 実施状況報告書

哺乳類大脳新皮質の発生・進化のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 17K07428
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

丸山 千秋  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 副参事研究員 (00281626)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード大脳皮質 / サブプレート / 放射状神経細胞移動 / 細胞外基質 / 多極性ー双極性変換 / 脳進化
研究実績の概要

哺乳類の大脳新皮質は6層構造の中に多数のニューロンが精緻に配置され、高次脳機能の構造的基盤になっていると考えられている。サブプレートニューロンは大脳皮質で最も早く生まれ、成熟するニューロンで、生後は細胞死により失われることから、大脳皮質形成期にその機能を発揮していると考えらる。これまでは、視床からの軸索投射のガイド役としての機能は知られていたものの、胎生初期から中期における機能は不明なままであった。本研究によりサブプレートニューロンの新たな機能、すなわち放射状神経細胞移動における機能を明らかにした。サブプレートのニューロンの神経活動をGCaMPにより調べたところ、胎生15日の時点で盛んに活動してることがわかった。そこで、この神経活動を抑制したところ、新生移動ニューロンの多極性ー双極性変換が障害された。さらに詳細な解析によりサブプレートニューロンは移動多極性ニューロンに対してグルタミン酸シグナルをシナプスを介して送っていることが、電顕観察、及びタイムラプスイメージング実験により明らかになった。サブプレートニューロンは哺乳類独特であるため、原始羊膜類から哺乳類脳への進化の過程でサブプレートニューロンとそのシグナル伝達の獲得は6層構造の進化に寄与した可能性が示唆される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

サブプレートニューロンの新規の機能解析が進み、論文を発表することができた。またその後の実験についても、細胞外基質と放射状神経細胞移動についての実験で、これに関与するプロテアーゼの解析が進んでいる状況であるため。

今後の研究の推進方策

今後はサブプレートニューロンと多極性細胞間のシナプス伝達の特性をより詳細に解析するために、チャネルロドプシンを用いたイメージングや電気生理的な解析も進めていく予定である。また、サブプレート層に豊富に存在する細胞外基質の機能を解明するための実験も引き続き進めていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

繰越した分については、新たなマウス系統を管理するために実験補助のアルバイトが必要であるため、その謝金として使用する予定である。平成30年度分については予定通り実験に使う試薬、消耗品、学会参加のための旅費等に使用する予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synaptic transmission from subplate neurons controls radial migration of neocortical neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka-Maruyama C, Okamoto M, Endo K, Oshima M, Kaneko N, Yura K, Okado H, Miyata T, Maeda N
    • 雑誌名

      Science

      巻: 360 ページ: 313-317

    • DOI

      0.1126/science.aar2866.

    • 査読あり
  • [学会発表] サブプレートニューロンはシナプス伝達を介して放射状神経細胞移動を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋
    • 学会等名
      第11回神経発生討論会
  • [学会発表] Synaptic transmission from subplate neurons controls radial migration of neocortical neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka-Maruyama C
    • 学会等名
      FENS Brain Conference「Cortex Evolution and Development」
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ECM remodeling in the neocortex during radial migration of excitatory neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka-Maruyama C, Kaneko N, Oshima M, Yura K, Maeda N
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
  • [学会発表] 細胞外基質プロテアーゼによる放射状神経細胞移動制御2017

    • 著者名/発表者名
      金子乃愛、丸山千秋、大島実莉、由良敬、前田信明
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会
  • [学会発表] 発生期大脳皮質のサブプレートニューロンは多極性細胞との一過的なシナプス形成を介してロコモーションモードへの移行を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋、岡本麻友美、金子乃愛、大島実莉、由良敬、宮田卓樹、前田信明
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会
  • [備考] 東京都医学総合研究所・神経回路形成プロジェクト

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/regeneration/

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公開日: 2018-12-17  

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