神経細胞多様化と神経回路組織化をもたらす分子メカニズムの解析

2009 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 19100006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 八木 健 大阪大学, 大学院・生命機能研究科, 教授 (10241241)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2012
• キーワード: カドヘリン / 神経回路 / 遺伝子制御

研究概要

脳は多様化した神経細胞より構成され、組織化された神経回路網を形成し、秩序ある機能をもたらしている。この脳のシステムを理解してゆく為には、神経細胞の多様化と神経回路形成とを統合して捉える分子メカニズムを明らかにする必要がある。私たちはこれまでに、中枢神経系の神経細胞で発現する多様化分子群-CNR/プロトカドヘリン分子群-を発見した。興味深いことにこのCNR/プロトカドヘリン分子群は、細胞接着分子であり、ゲノム染色体で遺伝子クラスター構造を形成している。このゲノム構造は免疫グロブリンと類似したものであり、多様化したエクソンが縦列している可変領域と共通細胞内領域をコードする定常領域からなっている。また、CNR/プロトカドヘリンの可変領域エクソンは、個々の神経細胞で異なる組み合わせで発現している。これらの結果は、CNR/プロトカドヘリン分子群が中枢神経系における神経細胞の多様化と神経細胞相互作用に関与することを示唆している。
本研究は、多様化膜分子群であるCNR/プロトカドヘリン分子群を用いて神経細胞の多様化に関わる遺伝子制御メカニズムと神経回路形成メカニズムを明らかにすることを目的としている。そこで本研究では、CNR/プロトカドヘリン遺伝子の発現制御に関わるDNAメチル化、遺伝子クラスター構造、シスエレメント、制御因子の解析を行うことにより、個々の神経細胞の多様化をもたらす分子メカニズムの解析を行う。また、CNR/プロトカドヘリン遺伝子欠損マウスの作製により、神経回路形成に関わる分子機能の解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Total expression and dual gene-regulatory mechanisms maintained in deletions and duplications of the Pcdha cluster (2009)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Y, Hirabayashi T, Katori S, Kawamura Y, Sanbo M, Hirabayashi M, Kiyonari H, Nakao K, Uchimura A, Yagi T
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 32002-32014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protocadherin-alpha family is required for serotonergic projections to appropriately innervate target brain areas (2009)
  • 著者名/発表者名: Katori S, Hamada S, Noguchi Y, Fukuda E, Yamamoto T, Yamamoto H, Hasegawa S, Yagi T
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 29 ページ: 9137-9147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Down-regulation of protocadherin-alpha A isoforms in mice changes contextual fear conditioning and spatial working memory (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda E, Hamada S, Hasegawa S, Katori S, Sanbo M, Miyakawa T, Yamamoto T, Yamamoto H, Hirabayashi T, Yagi T
  • 雑誌名: The European Journal of Neuroscience 28 ページ: 1362-1376
  • 査読あり
• [雑誌論文] The protocadherin-alpha family is involved in axonal coalescence of olfactory sensory neurons into glomeruli of the olfactory bulb in mouse (2008)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa S, Hamada S, Kumode Y, Esumi S, Katori S, Fukuda E, Uchiyama Y, Hirabayashi T, Mombaerts P, Yagi T
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Neurosciences 38 ページ: 66-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between DNA methylation states and transcription of individual isoforms encoded by the protocadherin-alpha gene cluster (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi M, Toyama T, Kaneko R, Hirayama T, Kawamura Y, Yagi T
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 12064-12075
  • 査読あり
• [学会発表] Protocadherin γ in excitatory neurons regulate cell survival in cortex and hippocampus (2009)
  • 著者名/発表者名: Itoga Y, Hamada S, Hirabayashi T, Yagi T
  • 学会等名: Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] Clustered protocadherin-a gene family in the brain : gene regulation and function (2009)
  • 著者名/発表者名: Yagi T, Hasegawa S, Katori S, Noguchi Y, Kawaguchi M
  • 学会等名: Keystone Symposia, Epigenetic Basis of Neurodevelopmental Disorders
  • 発表場所: Keystone, USA
  • 年月日: 2009-03-06
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm
• [産業財産権] 水溶性近赤外蛍光材料およびマルチモーダル水溶性近赤外蛍光材料 (2008)
  • 発明者名: 神隆, 吉岡芳親, 駒井豊, 大澤五住, 八木健, 金子涼輔, 精山明敏, 関淳二
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 特願2008-130884号
  • 出願年月日: 2008-05-19