大脳皮質の層構造と層特異的神経回路網形成のメカニズム

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20300119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 寺島 俊雄 神戸大学, 大学院・医学研究科, 教授 (20101892)
• 研究分担者: 吉川 知志 神戸大学, 大学院・医学研究科, 講師 (90244681) ; 勝山 裕 神戸大学, 大学院・医学研究科, 助教 (10359862)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: リーリン / Dab1 / reeler / yotari / 大脳皮質 / 層形成

研究概要

先行する研究により大脳皮質において層特異的に発現する遺伝子が多数報告されているが、我々は予備的にさまざまな遺伝子の中からmSorLA、ROR-beta、ER81、Tbr1の4つの遺伝子の大脳皮質における発現が明瞭に検出した。今年度は、これらの遺伝子の発現を指標にしてreeler変異の表現型の解析を行った。長くreelerマウス大脳皮質の層構造は逆転するとされてきたが、reelerの形態異常について上記の層特異的分子マーカーの遺伝子発現を指標にして層構造を特徴とする領域を観察した結果、reeler脳はニューロン集団の凝集(コンパクション)に障害があり、その結果、各層を構成するニューロンが混在し、層の境界が不明瞭となることが判明した。同様な観察はreelerマウスの脊髄後角、蝸牛神経背側核、0i集に必要な因子であることを示唆している。reelerの大脳皮質でもROR-beta発現ニューロンは広く分散することはなかった。このことはROR-beta発現細胞の凝集にはReelinシグナル以外の分子機構も関与している可能性を示唆する。同様にreelerにおいても嗅球では層構造の乱れは軽微であり、これらの層構造形成にはReelin非依存的な分子機構が存在すると考えられる。特筆すべきは、従来より繰り返して報告されているreeler大脳皮質の逆転構造は観察されなかった。reelerの形態異常はこれまで述べられてきた様な単純な層構造の逆転ではなく、いくつかの形態形成機構の異常が混在した複雑なものであることを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic changes in the gene expression of zebrafish Reelin receptors during embryogenesis and hatching period (2012)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Oomiya Y, Kikkawa S, Shoji W, Hibi M, Terashima T, Katsuyama Y
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: 54 ページ: 253-263
• [雑誌論文] RA-GEF-1(rapgef2) is essential for proper development of the midline commissures (2011)
  • 著者名/発表者名: Bilasy SE, Satoh T, Terashima T, Kataoka T
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 71(3) ページ: 200-9
• [雑誌論文] Function of strawberry notch Family Genes in the Zebrafish Brain Development (2011)
  • 著者名/発表者名: Takano A, Zochi R, Hibi M, Terashima T, and Katsuyama Y
  • 雑誌名: Kobe J. Med. Sci 巻: 56(5) ページ: E220-30
• [雑誌論文] Cortical layer V neurons in the auditory and visual cortices of normal, reeler, and yotari mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara Y, Setsu T, Katsuyama Y, Kikkawa S, Terashima T, Maeda K
  • 雑誌名: Kobe J Med Sci 巻: 56(2) ページ: E50-9
• [雑誌論文] GABA modulates development of cerebellar Purkinje cell dendrites under control of endocannabinoid signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi K, Habara T, Terashima T, Kikkawa S
  • 雑誌名: J Neurochem 巻: 114(2) ページ: 627-38
• [雑誌論文] Expression of strawberry notch family genes during zebrafish embryogenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Takano A, Zochi R, Hibi M, Terashima T, Katsuyama Y
  • 雑誌名: Dev Dyn 巻: 239(6) ページ: 1789-96
• [雑誌論文] Dispersion of the neurons expressing layer specific markers in the reeler brain (2010)
  • 著者名/発表者名: Dekimoto H, Terashima T, Katsuyama Y
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: 52(2) ページ: 181-193
• [雑誌論文] Histological study in the brain of the reelin/Dab1-compound mutant mouse (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Setsu T, Okuyama-Yamamoto A, Terashima T
  • 雑誌名: Anat Sci Int 巻: 84(3) ページ: 200-9
• [雑誌論文] The transcriptional repressor RP58 is crucial for cell-division patterning and neuronal survival in the developing cortex (2009)
  • 著者名/発表者名: Okado H, Ohtaka-Maruyama C, Sugitani Y, Fukuda Y, Ishida R, Hirai S, Miwa A, Takahashi A, Aoki K, Mochida K, Suzuki O, Honda T, Nakajima K, Ogawa M, Terashima T, Matsuda J, Kawano H, Kasai M
  • 雑誌名: Dev Biol 巻: 331(2) ページ: 140-51
• [雑誌論文] Inhibitory and excitatory subtypes of cochlear nucleus neurons are defined by distinct bHLH transcription factors, Ptf1a and Atoh1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujiyama T, Yamada M, Terao M, Terashima T, Hioki H, Inoue YU, Inoue T, Masuyama N, Obata K, Yanagawa Y, Kawaguchi Y, Nabeshima Y, Hoshino M.
  • 雑誌名: Development 巻: 136(12) ページ: 2049-58
• [雑誌論文] Dorsal telencephalon-specific RA-GEF-1 knockout mice develop heterotopic cortical mass and commissural fiber defect (2009)
  • 著者名/発表者名: Bilasy SE, Satoh T, Ueda S, Wei P, Kanemura H, Aiba A, Terashima T, Kataoka T
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 29(10) ページ: 1994-2008
• [雑誌論文] Fezf1 is required for penetration of the basal lamina by olfactory axons to promote olfactory development (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Inoue K, Okuyama-Yamamoto A, Nakai N, Nakatani J, Nibu KI, Sato N, Iiboshi Y, Yusa K, Kondoh G, Takeda J, Terashima T, Takumi T
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 515(5) ページ: 565-84
• [雑誌論文] Developmental anatomy of reeler mutant mouse (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsuyama Y, Terashima T
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: 51(3) ページ: 271-86
• [雑誌論文] Draxin, a repulsive guidance protein for spinal cord and forebrain commissures (2009)
  • 著者名/発表者名: Islam SM, Shinmyo Y, Okafuji T, Su Y, Naser IB, Ahmed G, Zhang S, Chen S, Ohta K, Kiyonari H, Abe T, Tanaka S, Nishinakamura R, Terashima T, Kitamura T, Tanaka H
  • 雑誌名: Science 巻: 323(5912) ページ: 388-93
• [雑誌論文] Rac1 in cortical projection neurons is selectively required for midline crossing of commissural axonal formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kassai H, Terashima T, Fukaya M, Nakao K, Sakahara M, Watanabe M, Aiba A
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 28(2) ページ: 257-67
• [雑誌論文] Unusual patch-matrix organization in the retrosplenial cortex of the reeler mouse and Shaking rat Kawasaki (2008)
  • 著者名/発表者名: Ichinohe N, Knight A, Ogawa M, Ohshima T, Mikoshiba K, Yoshihara Y, Terashima T, Rockland KS
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: 18(5) ページ: 1125-38
• [雑誌論文] Anterograde labeling of the corticospinal tract in jimpy mutant mice by Di I injection into the motor cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibata-Iwasaki R, Dekimoto H, Katsuyama Y, Kikkawa S, Terashima T
  • 雑誌名: Arch Histol Cytol 巻: 70(5) ページ: 297-301
• [雑誌論文] Establishment of framework of the cortical area is influenced by Otx1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Ando K, Yagi H, Suda Y, Aizawa S, Sakashita M, Nagano T, Terashima T, Sato M
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 60(4) ページ: 457-9
• [雑誌論文] Subcortically and callosally projecting neurons are distinct neuronal pools in the motor cortex of the reeler mouse
  • 著者名/発表者名: Imai H, Yamamoto T, Katsuyama Y, Kikkawa S, Terashima T
  • 雑誌名: Kobe J. Med Sci 巻: (in press)
• [雑誌論文] Characterization of heterotopic cell clusters in the hippocampus of the rat after prenatal treatment of methylazoxymethanol acetate(MAM)
  • 著者名/発表者名: Imai H, Yamamoto T, Terashima T, and Sugioka K
  • 雑誌名: Cong. Anomaly 巻: (in press)
• [学会発表] ミエリン形成不全マウス・ラガードの中枢髄鞘の光顕・電顕観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, 薛富義, 藤倉航平, 黒岡貴生, 崎浜吉昭, 匂坂敏朗
  • 学会等名: 第87回日本解剖学会近畿支部学術集会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] 髄鞘低形成と小脳性失調を伴う新規ミュータントマウス(A new mutant mouse with hypomyelination and cerebellar ataxia) (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, 藤倉航平, 黒岡貴生, 匂坂敏朗
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Dab1機能の分子内制御機構(Intramolecular regulation of Dab1 protein function) (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉川知志, 高橋愛美, 並河友宏, 寺島俊雄
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 大脳皮質の形成に必要とされるSbno1の生体内機能についての解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 猟山直也、今井英明、寺島俊雄、勝山裕
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Sbno1によるNotchシグナルの抑制は皮質ニューロン分化に必須である (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝山裕, 高野愛, 猟山直也, 今井英明, 大隅典子, 日比正彦, 寺島俊雄
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 大脳皮質の交連線維形成におけるグアニンヌクレオチド交換因子RA-GEF1の機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, ビラジィシャイマ, 薛富義, 佐藤孝哉, 片岡徹
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会・第116回日本解剖学会総会・全国学術集会合同大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Cortical layer V neurons in the auditory and visual cortices of normal, reeler and yotari mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Terashima, T., Setsu, T., and Yoshihara, Y.
  • 学会等名: XXI International Symposium on Morphological Sciences
  • 発表場所: Toarmina, Italy
  • 年月日: 20100818-20
• [学会発表] RA-GEF-1は交連線維形成に必須である (2010)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, Shymaa E Bilasy, 薛富義, 佐藤孝哉, 片岡徹
  • 学会等名: 日本解剖学会第86回近畿支部学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] Essential function of Sbno1 in mouse neurogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野愛, 蔵地理代, 日比正彦, 寺島俊雄, 勝山裕
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] 転写抑制因子RP58は大脳皮質の細胞分裂パターンとニューロン生存に必須である (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡戸晴生, 丸山千秋, 杉谷善信, 福田裕子, 石田礼子, 平井志伸, 三輪昭子, 高橋亜紀代, 青木克己, 持田慶司, 鈴木治, 本田岳夫, 仲嶋一範, 小川正晴, 寺島俊雄, 松田潤一郎, 川野仁, 葛西正孝
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] The cytoarchitectonic abnormalities in Reelin-deficient mouse, reeler (2009)
  • 著者名/発表者名: Terashima T
  • 学会等名: Symopsium : Brain Development
  • 発表場所: Yogyakarta, Indonesia
  • 年月日: 2009-08-07
• [学会発表] 背側終脳特異的RA-GEF-1ノックアウトマウスは大脳皮質ヘテロトピアと交連線維系の欠損を示す (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, Shymaa E. Bilasy, 佐藤孝哉, 上田修司, 金村星余, 饗場篤, 片岡徹
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-06-16
• [学会発表] Rac1は大脳皮質の交連線維系(脳梁、前交連)の形成に必須である (2009)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, 葛西秀俊, 饗場篤
  • 学会等名: 第114回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] Strawberry Notch相互作用因子の同定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 蔵地理代, 高野愛, 池田政樹, 日比正彦, 寺島俊雄, 勝山裕
  • 学会等名: 第81回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081209-12
• [学会発表] 大脳皮質交連線維形成におけるRac1の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 葛西秀俊, 寺島俊雄, 深谷昌弘, 中尾和貴, 坂原瑞穂, 渡辺雅彦, 饗場篤
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080709-11
• [学会発表] リーラーおよびヨタリ上丘浅層の構造異常の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, 吉原育男, 出来本秀行, 薛富義, 勝山裕, 吉川知志
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080709-11
• [学会発表] Characterization of the reeler brain by expression of molecular markers (2008)
  • 著者名/発表者名: 出来本秀行, 寺島俊雄, 勝山裕
  • 学会等名: 第41回日本発生生物学会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20080528-29
• [学会発表] Rac1ノックアウトマウス大脳皮質の層構築と神経回路 (2008)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄, 葛西秀俊, 饗場篤
  • 学会等名: 第83回日本解剖学会近畿支部学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-10-29
• [図書] 神経解剖学講義ノート (2011)
  • 著者名/発表者名: 寺島俊雄著
  • 総ページ数: 251
  • 出版者: 金芳堂(京都)
• [備考]
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/anato1/Anat1_home.html