大脳皮質層構造の形成を制御する分子機構の解明

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26430075
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 久保 健一郎 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (20348791)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: リーリン / 接着分子 / Nカドヘリン / 大脳皮質 / 発生

研究実績の概要

本年度は、細胞間の接着に関わる分子のうち、Nカドヘリンに注目して、Nカドヘリンがリーリンによってどのように制御されて細胞凝集を生じるのかを明らかにしようと試みた。発生中マウス脳内に、子宮内胎児電気穿孔法によるリーリン発現プラスミドを導入してリーリンの強制発現を行うと、特徴的な神経細胞の凝集構造がリーリンによって形成されるが、本年度は引き続きこの系を用いた解析を行ったところ、凝集構造が形成される際に、ワイルトダイプのNカドヘリンやドミナントネガティブ体のNカドヘリンの強制発現、RNAiを用いたNカドヘリンのノックダウンを組み合わせて行った結果、Nカドヘリンがリーリンによる神経細胞の凝集構造の形成に必須であることが明らかになった。この現象の特異性を検証するために、ノックダウン抵抗性のNカドヘリンを作成し、これを用いたレスキュー実験を開始した。また、神経細胞上のNカドヘリンがリーリン刺激の前後でどのような制御を受けるのかを確認するため、リーリン刺激の前後で活性や分布の変化が起こるかどうか、培養細胞表面のNカドヘリン分布やNカドヘリン発現量を、免疫染色法やWesternブロット法を用いて解析を行うとともに、原子間力顕微鏡を用いた解析も開始した。また、リーリンを加えることによる神経細胞間の接着性の違いをみるための培養系の開発を行い、分散培養系や再凝集回転培養法を用いた検討を行った。加えて、Nカドヘリン以外の分子がリーリンの下流で細胞接着を制御しているかどうかを明らかにするため、その候補分子の探索や機能解析に着手した。

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

当初の研究計画で２年目の目標にあげた項目について解析が進んだほか、一部は３年目以降に計画した項目についての解析に着手している。

今後の研究の推進方策

本年度に得られた結果について再現性の確認やより詳細に条件を振った解析を進める。加えて、当初３年目の研究計画で予定していた通り、Nカドヘリン以外の分子がリーリンの下流で細胞接着を制御しているかどうかを明らかにするため、NカドヘリンやNカドヘリン以外の候補分子の機能解析を、分散培養系や再凝集回転培養法を用いて行う。

研究成果

• [雑誌論文] Neuronal Heterotopias Affect the Activities of Distant Brain Areas and Lead to Behavioral Deficits. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Kubo K, Endo T, Yoshida K, Benner S, Ito Y, Aizawa H, Aramaki M, Yamanaka A, Tanaka K, Takata N, Tanaka KF, Mimura M, Tohyama C, Kakeyama M, Nakajima K.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 35(36) ページ: 12432-12445
  • DOI: doi: 10.1523/JNEUROSCI.3648-14.2015.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The COUP-TFII/Neuropilin-2 is a molecular switch steering diencephalon-derived GABAergic neurons in the developing mouse brain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kanatani S, Honda T, Aramaki M, Hayashi K, Kubo K, Ishida M, Tanaka DH, Kawauchi T, Sekine K, Kusuzawa S, Kawasaki T, Hirata T, Tabata H, Uhlén P, Nakajima K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 112(36) ページ: E4985-4994
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1420701112.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cellular dynamics of neuronal migration in the hippocampus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Kubo K, Kitazawa A, Nakajima K.
  • 雑誌名: Front Neurosci. 巻: 9 ページ: 135
  • DOI: doi: 10.3389/fnins.2015.00135.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reelin has a preventive effect on phencyclidine-induced cognitive and sensory-motor gating deficits. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Nagai T, Hirota Y, Noda M, Nabeshima T, Yamada K, Kubo K, Nakajima K.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: 96 ページ: 30-36
  • DOI: doi: 10.1016/j.neures.2014.12.013.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] ApoER2 controls not only neuronal migration but also termination of migration in the developing cerebral cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣田ゆき、久保健一郎、藤野貴広、山本徳男、仲嶋一範
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま(福島県郡山市)
  • 年月日: 2016-03-28 – 2016-03-30
• [学会発表] Analysis of the molecular mechanisms that underlie Reelin-induced neuronal aggregation in the mouse neocortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Seika Inoue, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第９回神経発生討論会・難治疾患共同研究拠点共同開催学術集会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学Ｍ＆Ｄタワー鈴木章夫記念講堂(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-03-18 – 2016-03-20
• [学会発表] C-terminal region of Reelin is required for development and maintenance of the postnatal cerebral cortex and its functions are regulated by specific proteolysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Takao Kohno, Takao Honda, Ken-ichiro Kubo, Yoshimi Nakano, Ayaka Tsuchiya, Tatsuro Murakami, Hideyuki Banno, Kazunori Nakajima, and Mitsuharu Hattori
  • 学会等名: 新学術領域研究「神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築」第3回国際シンポジウム「Neocortical Organization 3」
  • 発表場所: 東京大学小柴ホール(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-02-11 – 2016-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] ApoER2 controls not only neuronal migration but also termination of migration in the developing cerebral cortex (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hirota, Ken-ichiro Kubo, Takahiro Fujino, Tokuo T. Yamamoto, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 新学術領域研究「神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築」第3回国際シンポジウム「Neocortical Organization 3」
  • 発表場所: 東京大学小柴ホール(東京都文京区)
  • 年月日: 2016-02-11 – 2016-02-12
  • 国際学会
• [学会発表] Experiment and modeling of the Reelin-dependent modification of intercellular adhesion among cerebral cortical cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Matsunaga, Mariko Noda, Hideki Murakawa, Takashi Miura, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 2015 American Society for Cell Biology Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego(U.S.A.)
  • 年月日: 2015-12-12 – 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 発生期のマウス海馬及び大脳新皮質における特異的な細胞移動様式についての解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北澤彩子、シン ミンギョン、林周宏、久保健一郎、仲嶋一範
  • 学会等名: 日本解剖学会関東支部 第103回学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-07
• [学会発表] 異所性灰白質は離れた脳部位の神経活動に影響を与えて行動の異常を引き起こす (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保健一郎、石井一裕、遠藤俊裕、吉田慶太朗、ベナー聖子、伊藤亨子、相澤秀紀、荒巻道彦、山中章弘、田中光一、高田則雄、田中謙二、三村將、遠山千春、掛山正心、仲嶋一範
  • 学会等名: 日本解剖学会関東支部 第103回学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-07
• [学会発表] 大脳皮質神経細胞接着の制御とその数理モデル (2015)
  • 著者名/発表者名: 松永友貴、野田万理子、村川秀樹、三浦岳、久保健一郎、仲嶋一範
  • 学会等名: 日本解剖学会関東支部 第103回学術集会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2015-11-07 – 2015-11-07
• [学会発表] 異所性皮質の作成による大脳皮質組織構築変化の病態理解 (2015)
  • 著者名/発表者名: 久保健一郎、石井一裕、遠藤俊裕、吉田慶太朗、ベナー聖子、伊藤亨子、相澤秀紀、荒巻道彦、山中章弘、田中光一、高田則雄、田中謙二、三村將、遠山千春、掛山正心、仲嶋一範
  • 学会等名: 第50回慶應ニューロサイエンス研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学信濃町キャンパス(東京都新宿区)
  • 年月日: 2015-10-31 – 2015-10-31
• [学会発表] Neuronal heterotopias affect the activities of distant brain areas and lead to behavioral deficits (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Ishii, Ken-ichiro Kubo, Toshihiro Endo, Keitaro Yoshida, Seico Benner, Yukiko Ito, Hidenori Aizawa, Michihiko Aramaki, Akihiro Yamanaka, Kohichi Tanaka, Norio Takata, Kenji F. Tanaka, Masaru Mimura, Chiharu Tohyama, Masaki Kakeyama, and Kazunori Nakajima.
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Neuroscience 2015 meeting
  • 発表場所: Chicago(U.S.A.)
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Importance of Reelin C-terminal region in the development and maintenance of the postnatal cerebral cortex and its regulation by specific proteolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takao Kohno, Takao Honda, Ken-ichiro Kubo, Yoshimi Nakano, Ayaka Tsuchiya, Tatsuro Murakami, Hideyuki Banno, Kazunori Nakajima, and Mitsuharu Hattori.
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Neuroscience 2015 meeting
  • 発表場所: Chicago(U.S.A.)
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] Application of the in utero electroporation technique to the study of the pathological mechanism of focal heterotopias in the brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Kubo, Kazuhiro Ishii, Toshihiro Endo, Keitaro Yoshida, Seico Benner, Yukiko Ito, Hidenori Aizawa, Michihiko Aramaki, Akihiro Yamanaka, Kohichi Tanaka, Norio Takata, Kenji F. Tanaka, Masaru Mimura, Chiharu Tohyama, Masaki Kakeyama, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: Cell Symposia: Engineering the Brain – Technologies for Neurobiological Applications
  • 発表場所: Chicago(U.S.A.)
  • 年月日: 2015-10-15 – 2015-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] Analyses of the pathological roles of the altered brain cytoarchitectures with ectopic neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Kubo, Kazuhiro Ishii, Toshihiro Endo, Keitaro Yoshida, Seico Benner, Yukiko Ito, Hidenori Aizawa, Michihiko Aramaki, Akihiro Yamanaka, Kohichi Tanaka, Norio Takata, Kenji F. Tanaka, Masaru Mimura, Chiharu Tohyama, Masaki Kakeyama, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ(埼玉県大宮市)
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [学会発表] Modeling and analysis and of intercellular adhesion between cells from the developing cerebral cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Matsunaga, Mariko Noda, Hideki Murakawa, Takashi Miura, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第58回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ(埼玉県大宮市)
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [学会発表] 巨大分泌蛋白質リーリンのC末端領域を介した大脳皮質形成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野孝夫、本田岳夫、久保健一郎、中野良美、土屋綾香、村上達郎、阪野英幸、仲嶋一範、服部光治
  • 学会等名: 第61回日本薬学会東海支部総会・大会
  • 発表場所: 名古屋市立大学(愛知県名古屋市)
  • 年月日: 2015-07-04 – 2015-07-04