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2016 年度 実施状況報告書

大脳皮質層構造の形成を制御する分子機構の解明

研究課題

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(信濃町), 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 / 原子間力顕微鏡 / 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、引き続き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解析した。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。前年度までに、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要であることが示唆されていた。本年度は、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行ったところ、RNAiを用いたNカドヘリンのノックダウンにノックダウン抵抗性のNカドヘリンを共発現することでリーリンによる神経細胞の凝集構造が形成された。これによって、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要であることが明らかになった。
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Nカドヘリンへの結合の変化が起こるかどうか、原子間力顕微鏡を用いて解析したところ、培養細胞表面のNカドヘリン結合力がリーリン刺激によって強まることが明らかになった。このNカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードや、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、子宮内胎児電気穿孔法を用いたリーリンによる神経細胞の凝集系を用いて、その候補分子の探索や機能解析を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の研究計画で3年目の目標にあげた項目について解析が進んだほか、当初は想定していなかった原子間力顕微鏡を用いた解析が効果的に進んでおり、リーリン刺激によって培養細胞表面のNカドヘリン結合力が強まることが明らかになってきている。Nカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードや、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についても、複数の新規候補分子について解析を進めている。

今後の研究の推進方策

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、神経細胞の凝集構造を用いた生体内解析系に加えて、分散培養系と原子間力顕微鏡を用いて行う。加えて、Nカドヘリン結合力を変化させる細胞内カスケードについても同様に解析を行い、明らかにしていく。

次年度使用額が生じた理由

当初は購入を予定していた動物に代えて、一部は研究室内で繁殖した動物を用いたため、実験動物にかかる費用が減少したほか、効率的な消耗品の購入と使用により、物品費が減少した。

次年度使用額の使用計画

生体内解析系に加えて、分散培養系を用いた解析を進める際に必要な培養器具や試薬を十分量用意して分子経路についての解析を進める。さらに、生体内解析系での解析に必要な実験動物数は当初の見積もりよりも余裕を持って確保し、条件検討や詳細な解析を進める。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Johns Hopkins Univ. School of Medicine(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Johns Hopkins Univ. School of Medicine
  • [雑誌論文] Excessive activation of AhR signaling disrupts neuronal migration in the hippocampal CA1 region in the developing mouse.2017

    • 著者名/発表者名
      Eiki Kimura, Ken-ichiro Kubo, Toshihiro Endo, Kazunori Nakajima, Masaki Kakeyama, and Chiharu Tohyama
    • 雑誌名

      J. Toxicol. Sci.

      巻: 42 ページ: 25-30

    • DOI

      10.2131/jts.42.25.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reelin transiently promotes N-cadherin-dependent neuronal adhesion during mouse cortical development.2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsunaga, Mariko Noda, Hideki Murakawa, Kanehiro Hayashi, Arata Nagasaka, Seika Inoue, Takaki Miyata, Takashi Miura, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 114 ページ: 2048-2053

    • DOI

      10.1073/pnas.1615215114.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reelin and neuropsychiatric disorders.2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Ishii, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 雑誌名

      Front. Cell. Neurosci.

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fncel.2016.00229

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] リーリン受容体ApoER2による大脳皮質ニューロン移動と停止の制御機構2017

    • 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122回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学坂本キャンパス、長崎市(長崎県)
    • 年月日
      2017-03-28 – 2017-03-30
  • [学会発表] Molecular and morphological analyses of radial glial fibers during mouse neocortical development2017

    • 著者名/発表者名
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第10回神経発生討論会
    • 発表場所
      秋保リゾートホテルクレセント、仙台市(宮城県)
    • 年月日
      2017-03-10 – 2017-03-11
  • [学会発表] Investigation of the molecular mechanisms underlying Reelin-induced neuronal aggregation in the mouse neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Seika Inoue, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      2016 The American Society for Cell Biology (ASCB) Annual Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, San Francisco, California, U.S.A.
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] ApoER2 controls neuronal migration in the intermediate zone and termination of migration in the developing cerebral cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hirota, Ken-ichiro Kubo, Takahiro Fujino, Tokuo T. Yamamoto,and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      The 28th CDB Meeting “Cilia and Centrosomes, Current Advances and Future Directions”
    • 発表場所
      RIKEN CDB, 神戸(兵庫県)
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-11-29
  • [学会発表] Morphological analyses of radial glial cells in the developing mouse neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      Society for Neuroscience, Neuroscience 2016 meeting
    • 発表場所
      San Diego Convention Center, San Diego, U.S.A.
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-16
    • 国際学会
  • [学会発表] リーリン分子により形成される神経細胞凝集を制御する分子メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      井上聖香、林周宏、久保健一郎、仲嶋一範
    • 学会等名
      第51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、新宿区(東京都)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [学会発表] Morphological analyses of radial glial fibers in the developing reeler neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第51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、新宿区(東京都))
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [学会発表] Analysis of Reelin-Nck signaling in mouse neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      林周宏、井上聖香、久保健一郎、仲嶋一範
    • 学会等名
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡(福岡県)
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-10
  • [学会発表] 大脳新皮質においてリーリン分子により誘導される神経細胞凝集を担うシグナル伝達経路の探索2016

    • 著者名/発表者名
      井上聖香、林周宏、久保健一郎、仲嶋一範
    • 学会等名
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡(福岡県)
    • 年月日
      2016-09-08 – 2016-09-10
  • [学会発表] Investigation of the molecular mechanisms that regulate Reelin-induced neuronal aggregation in the mouse neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Seika Inoue, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Experiment and modeling of the Reelin-dependent modification of intercellular adhesion among cells from the developing cerebral cortex2016

    • 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39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Function of the Reelin-Nck signaling pathway during mouse neocortical development2016

    • 著者名/発表者名
      Kanehiro Hayashi, Seika Inoue, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Roles of ApoER2 in neuronal migration and termination of migration in the developing cerebral cortex2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hirota, Ken-ichiro Kubo, Takahiro Fujino, Tokuo T. Yamamoto, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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