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2020 年度 実績報告書

単一ニューロンレベル解析による大脳皮質頭葉間回路網研究の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H03414
研究機関大阪大学

研究代表者

佐藤 真  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)

研究分担者 岡 雄一郎  大阪大学, 連合小児発達学研究科, 講師 (30614432)
安村 美里  大阪大学, 医学系研究科, 助教 (20533897)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード神経科学 / 解剖学 / 脳・神経 / 大脳皮質 / 神経回路
研究実績の概要

本研究では、独自に開発したPlxnd1プロモーター(以下PP)による大脳皮質頭葉間神経回路の操作系を用いて「個々のニューロンを単位とした解析」を行い、その軸索投射様式と入力出力回路の同定も含めた神経回路網の解明、さらにその形成・発達の過程を解き明かす。令和2年度の実績を記す。
(実験1)PPにて標識されるS1→M1回路の投射先の検討。PPのもとでtTA(テトラサイクリン制御性トランス活性化因子)を発現するPlxnd1-tTAマウスにCreに応じてマーカー分子を発現するAi14マウスを掛け合わせたマウスは作製済みである。このマウスに対しtTAに応じてCreを発現させる分子系として、後シナプス側にCreを発現させうるAAV-TRE-TAT-WGA-Creをin utero electroporationにてマウス脳に導入し、S1→M1回路のM1での接続細胞を検出する実験を進めた。この系では、ドキシサイクリン(テトラサイクリンの代用)の投与により目的とする任意の発達時期にPPにて標識されるS1→M1回路の投射先を可視化できる。AAVの注入条件やTREの増幅boost用AAVを検討した。
(実験2)PPにて標識されるS1→M1投射神経細胞への入力元の検討。Plxnd1-CreERT2マウスに対して、Cre-depnedentなAAV-mGRASPによる条件検討を行っている。想定される入力元について、いくつか検討を行っている。
(実験3)S1→M1のサブタイプを標識しうる新たなプロモーターの探索と応用。Plxnd1発現細胞のサブタイプを遺伝子発現から探索するべく、single cell RNAseqデータの解析を行っている。候補遺伝子を20程度リストアップした。
(実験4、5)側枝形成に係る局所環境の検討と回路網形成について。EphA7-efnA5の皮質内発現を詳細に調べた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルスへの対応のため、大学への立ち入りが一年を通して、当初の計画通りには認められず、十分に研究実施時間を確保できなかった。

今後の研究の推進方策

新型コロナウイルスに伴う活動制限は、特に研究室の存在する大阪では実施される可能性が高いが、できるだけ集中し、かつより綿密に計画をたてて実験を実施する。また、研究者間の情報についてもZoomを援用するなど、実質的な活動に支障がない形となるようできるだけ工夫し、実施に努める。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Karlsruhe Institute of Technology (KIT)
  • [国際共同研究] マラヤ大学(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      マラヤ大学
  • [国際共同研究] 紹興市人民医院(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      紹興市人民医院
  • [雑誌論文] Mutually repulsive EphA7-EfnA5 organize region-to-region corticopontine projection by inhibiting collateral extension2021

    • 著者名/発表者名
      Tokuichi Iguchi, Yuichiro Oka, Misato Yasumura, Minoru Omi, Kazuki Kuroda, Hideshi Yagi, Min-Jue Xie, Manabu Taniguchi, Martin Bastmeyer, Makoto Sato
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 41(22) ページ: 4795-4808

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.0367-20.2021

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Combi-CRISPR: combination of NHEJ and HDR provides efficient and precise plasmid-based knock-ins in mice and rats2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi K, Oka Y, Miyasaka Y, Kotani Y, Yasumura M, Uno Y, Hattori K, Tanigawa A, Sato M, Oya M, Nakamura K, Matsushita N, Kobayashi K, Mashimo T.
    • 雑誌名

      Human Genetics

      巻: 140(2) ページ: 277-287

    • DOI

      10.1007/s00439-020-02198-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pathogenic POGZ mutation causes impaired cortical development and reversible autism-like phenotypes2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumura K., ...., Sato M(20th)., et al.
    • 雑誌名

      Nature Commun

      巻: 11 ページ: 859

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14697-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Editorial: The Earliest-Born Cortical Neurons as Multi-Tasking Pioneers: Expanding Roles for Subplate Neurons in Cerebral Cortex Organization and Function2020

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Chou SJ
    • 雑誌名

      Front. Neuroanat

      巻: 14 ページ: 43

    • DOI

      10.3389/fnana.2020.00043

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 受容体型チロシンフォスファターゼによる軸索側枝形成の分子機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      安村 美里, 猪口 徳一, Nguyen Quynh Mai, 佐藤 真
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
  • [学会発表] 神経活動が神経回路側枝形成に関連する受容体型 PTPファミリー分子のスプライシングに与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      加藤 美春, 猪口 徳一, 安村 美里, 岡 雄一郎, 佐藤 真
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
  • [学会発表] リン脂質フォスファターゼを介した軸索側枝形成の分子機構2020

    • 著者名/発表者名
      安村美里、猪口徳一、谷口学、Mai Quynh Nguyen、佐藤真
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] Neuronal circuit development of subplate neurons2020

    • 著者名/発表者名
      岡 雄一郎、Murtala Hamza Yahaya、張 永欣 Sheena、佐々木 達也、土井 美幸、谷口 学、猪口 徳一、佐藤 真
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Sema3Eの大脳皮質Va層異所発現による細胞移動の障害2020

    • 著者名/発表者名
      秋山 久徳、岡 雄一郎、猪口 徳一、佐藤 真
    • 学会等名
      第96回日本解剖学会近畿支部学術集会
  • [備考] 大阪大学 大学院医学系研究科 解剖学講座(神経機能形態学)

    • URL

      http://www.anat2.med.osaka-u.ac.jp/index.html

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公開日: 2021-12-27  

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