樹状突起形態・機能の神経活動依存的制御の分子機構

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20670002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾藤 晴彦 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00291964)
• キーワード: 脳・神経 / 発生・分化 / 遺伝子 / シグナル伝達 / 生体分子

研究概要

本研究課題では、神経情報を受容するシナプス近傍における樹状突起が、神経情報の統合をいかなるシグナリングのクロストークによって実践しているのか、さらに、そのような「場」を提供する樹状突起の形態が、神経情報によっていかに修飾・維持されているかについて、徹底的に解明していこうとするものである。本年度は、5年計画の3年目で次のような成果を得た。
樹状突起形態制御因子であるCaMKIγのノックアウト動物の解析を本格化し、行動表現型の有無を調べた。さらにKO脳組織と野生型マウスの脳組織を比較し、リン酸化ペプチドームにおける差異を検索し、樹状突起形態形成に関連する因子の抽出を試みている。Synapse-to-soma,soma-nucleus signaling解析については、Arcを中心に解析を深めた。特にArcプロモータSARE領域のCRE部位に結合するCREB複合体の生理的意義について解明し、さらにArcの樹状突起内動態を可視化するArc-EGFPを用い、シナプス局在分子のArcリクルーティングに関するCaMKIIbetaの役割を明らかにした。またin vivo脳機能修飾法として必須のAAVウィルス調製法の最適化を行い、AAV1ならびにAAV2について大量調製法を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Synaptic Activity-Responsive Element (SARE) : A unique genomicstructure with an unusual sensitivity to neuronal activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Yagisfiita-Kyo N, Nonaka M, Kawashima T, Okuno H, Bito H
  • 雑誌名: Commun.Integr.Biol. 巻: 3 ページ: 443-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differentical roles for CaM kinases in mediating excitation-morphogenesis coupling during formation and maturation of neuronal circuits. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takemoto-Kimura S, Suzuki K, Kamijo S, Ageta-Ishihara N, Fujii H, Oktmo H, Bito H
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. 巻: 32 ページ: 224-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] The chemical biology of synapses and neuronal circuits. (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 雑誌名: Nature Chem.Biol. 巻: 6 ページ: 560-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Widespread transcription at neuronal activity-regulated enhancers. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim TK, Hemberg M, Gray JM, Costa AM, Bear DM, Wu J, Harmin DA, Laptewicz M, Barbara-Haley K, Kuersten S, Markenscoff-Papadimitriou E, Kuhl D, Bito H, Worley PF, Kreiman G, Greenberg ME.
  • 雑誌名: Nature 巻: 465 ページ: 182-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptic tagging and capture : differential role of distinct calcium/calmodulin kinases in protein s thesis-dependent long-term potentiation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Redondo RL, Okuno H, Spooner PA, Frenguelli BG, Bito H, Morris RGM.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 巻: 30 ページ: 4981-4989
  • 査読あり
• [学会発表] Subtype specificity of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I α and γ. (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Takemoto-Kimura S, Kamijo S, Inoue M, Fujii H, Ageta-Ishihara N, Okuno H, Bito H.
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 誌上開催
  • 年月日: 2011-03-24
• [学会発表] Regulation of radial migration of cortical pyramidal neurons by a Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I cascade. (2011)
  • 著者名/発表者名: Horigane S, Takemoto-Kimura S, Adachi-Morishima A, Ageta-Ishihara N, Suzuki K, Nonaka M, Okamura M, Nishimura YV, Kawauchi T, Nakajima K, Okuno H, Bito H
  • 学会等名: 第84回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 誌上開催
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] Dual FRET based analysis of biochemical computarion performed by neuronal Ca^<2+> signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 第23回神経可塑性ウィンターカンファレンス
  • 発表場所: Moorea(French Polynesia)
  • 年月日: 2011-02-15
• [学会発表] Biochemical characterization of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase I subtypes α and γ (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Takemoto-Kimura S, Inoue M, Fujii H, Kamijo S, Ageta-Ishihara N, Okuno H, Bito H.
  • 学会等名: 第33回分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Enhanced synaptic accumulation of activity-driven Arc protein during sensory deprivation in the mouse visual cortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Fujii H, Kawashima T, Nonaka M, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Chowdhury S, Worley PF, Bito H
  • 学会等名: 第40回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] Dual FRET-based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca^<2+> signaling processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Inoue M, Okuno H, Takemoto-Kimura S, Bito H
  • 学会等名: 第40回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Tet-off lentiviral vectors drive high-level transgene expression in marmoset brains. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watakabe A, Takaji M, Nakagami Y, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T.
  • 学会等名: 第40回北米神経科学学会年会
  • 発表場所: San Diego国際会議場(米国サンディエゴ市)
  • 年月日: 2010-11-16
• [学会発表] Deciphering the role of activity-dependent transcription in long-term memory formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 1^<st> HFSP Alumni Meeting
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂アネックス
  • 年月日: 2010-10-09
• [学会発表] Dual FRET based analysis of biochemical computation performed by neuronal Ca^<2+> signaling processes (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujii H, Bito H
  • 学会等名: 第2回神経フォトニクス先端国際シンポジウム
  • 発表場所: Hotel Chateau Laurier (Quebec City, Canada)
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Synaptic inactivity enhances postsynaptic contents of activity-induced Arcprotein in the neocortex. (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuno H, Kawashima T, Yagishita-Kyo N, Ishii Y, Takemoto-Kimura S, Bito H.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Histological and behavioral analyses in CL3/CaMKIgamma-deficient mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takemoto-Kimura S, Kamijo S, Horigane S, Suzuki K, Okuno H, Haijima A, Endo T, Takeuchi T, Abe M, Natsume R, Yamazaki M, Mori H, Tohyama C, Sakimura K, Mishina M, Kakeyama K, Bito H.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Behavioral characteristics of CLICKIII/CaMKIgamma knockout male micein social and non-social context. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Takemoto-Kimura S, Akashi N, Sakamoto T, Kakeyama M, Yamazaki M, Abe M, Natsume R, Sakimura K, Takeuchi T, Mori H, Mishina M, Bito H, Ogawa S.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Molecular dissection of the critical role of CRTC 1-CREB in regulating neuronal immediate early gene expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Nonaka M, Kawashima T, Okamura M, Okuno H, Bito H
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Signaling from the synapse to the nucleus and back to the synapse. (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H, Kawashima T, Inoue M, Yagishita-Kyo N, Nonaka M, Fujii H, Okuno H.
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] TET OFF lentiviral vectors drive high-level transgene expression in marmoset brains (2010)
  • 著者名/発表者名: Watakabe A, Takaji M, Nakagami Y, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T
  • 学会等名: 第33回日本神経科学学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・国際展示場(神戸市ポートピア)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] TET-OFF LENTIVIRAL VECTORS DRIVE HIGH-LEVEL TRANSGENE EXPRESSION IN MARMOSET BRAINS. (2010)
  • 著者名/発表者名: Watakabe A, Nakagami Y, Takaji M, Hioki H, Kaneko T, Kato S, Kobayashi K, Kawashima T, Okuno H, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T.
  • 学会等名: 第16回日本遺伝子治療学会年次学術集会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター(栃木県宇都宮市)
  • 年月日: 2010-07-01
• [学会発表] Transcriptional regulation underlying activity-dependent Arc expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Bito H
  • 学会等名: 第5回神経細胞・神経疾患国際カンファレンス
  • 発表場所: ブリストル大学(英国ブリストル市)
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] 神経回路制御を司る神経活動依存的遺伝子発現と微細形態変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 尾藤晴彦
  • 学会等名: 第37回日本トキシコロジー学会学術年会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県那覇市)
  • 年月日: 2010-06-18
• [学会発表] 大脳皮質神経回路形成におけるCaMKK-CaMKIalpha経路の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹本-木村さやか、上田(石原)奈津実、鈴木敢三、上條諭志、尾藤晴彦
  • 学会等名: 神経組織の成長・再生・移植研究会第25回学術集会
  • 発表場所: 大阪市立大学阿倍野キャンパス(大阪市)
  • 年月日: 2010-05-22