大脳皮質における層特異的な細胞分化・神経回路形成を担う分子機構に関する研究

大脑皮层层特异性细胞分化和神经回路形成的分子机制研究

• 批准号: 18021021
• 负责人: 山本 亘彦
• 金额: $ 4.74万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18021021/
• 关键词: 大脳; 層構造; 視床; 領野構造; ガイダンス分子; 軸索; Ephrin; Eph受容体; 組織培養

発生期の大脳皮質では、神経細胞が様々なタイプへと分化し、それに伴って各細胞の特徴となる遺伝子を発現する。我々はこれまでに、ネトリン受容体ファミリーメンバーの一つであるunc5h4遺伝子が皮質第4層特異的に発現することを見出した(Zhong, et. al.,2004)。Unc5h受容体は、netrin-1依存的に軸索ガイダンスおよび細胞生存を制御することが知られている。しかし、unc5h4についてはその役割が明らかにされていない上、それに対するリガンド分子も分かっていない。本研究では、まずin situハイブリダイゼーション法を用いて、発生期マウス大脳皮質におけるunc5h4遺伝子の詳細な発現パターンを解析した。その結果、unc5h4は大脳皮質一次感覚野の第4層に特異的に発現することが明らかになった。次に、リガンドの候補となるnetrin-1、netrin-3、netrin-4の脳における遺伝子発現パターンを解析したところ、netrin-4が大脳皮質においてunc5h4の発現パターンに類似しているだけでなく、視床においても強く発現することが明らかになった。さらに、結合解析により、unc5h4にはnetrin-4タンパク質が結合することが判明し、netrin-4はunc5h4のリガンドであることが示唆された。netrin-4がunc5h4を発現した皮質神経細胞に及ぼす効果を調べるため、in uteroエレクトロポレーション法を用いてunc5h4発現用プラスミドを導入した皮質神経細胞を分散培養下で観察した。その結果、netrin-4非存在下に比べてnetrin-4存在下では、unc5h4を発現させた細胞における細胞死が有意に減少した。以上より、発生期大脳ではunc5h4とそのリガンドnetrin-4が発現し、皮質細胞の生存に関与することが示唆された。

在发育中的大脑皮层中，神经元分化成各种类型，与此同时，每个细胞都表达每个细胞特有的基因。我们之前发现 unc5h4 基因是 netrin 受体家族的成员，在皮质层 4 中特异性表达（Zhong 等，2004）。已知 Unc5h 受体以 netrin-1 依赖性方式控制轴突导向和细胞存活。然而，unc5h4的作用尚未阐明，其配体分子也未知。在本研究中，我们首先利用原位杂交分析了unc5h4基因在发育中的小鼠大脑皮层中的详细表达模式。结果显示，unc5h4特异表达于大脑皮层初级感觉皮层第4层。接下来，我们分析了候选配体netrin-1、netrin-3和netrin-4在大脑中的基因表达模式，发现netrin-4不仅在大脑皮层中具有与unc5h4相似的表达模式，而且还透露，它在丘脑中也强烈表达。此外，结合分析显示 netrin-4 蛋白与 unc5h4 结合，表明 netrin-4 是 unc5h4 的配体。为了研究 netrin-4 对表达 unc5h4 的皮质神经元的影响，在分散培养物中观察了使用子宫内电穿孔引入表达 unc5h4 的质粒的皮质神经元。结果，与不存在 netrin-4 相比，在存在 netrin-4 的情况下，表达 unc5h4 的细胞的细胞死亡显着减少。这些结果表明，unc5h4 及其配体 netrin-4 在发育中的大脑中表达，并参与皮质细胞的存活。

项目成果

Er81 is expressed in a subpopulation of layer 5 neurons in rodent and primate neocortices

• DOI: 10.1016/j.neuroscience.2005.08.075
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Neuroscience
• 影响因子: 3.3
• 作者: H. Yoneshima;S. Yamasaki;C. Voelker;Z. Molnár;E. Christophe;E. Audinat;M. Takemoto;M. Nishiwaki;S. Tsuji;I. Fujita;N. Yamamoto

nterplay between laminar specificity and activity-dependent mechanisms of thalamocortical axon branching

丘脑皮质轴突分支的层状特异性和活动依赖性机制之间的相互作用

• 发表时间: 2007
• 期刊: J Neurosci. 27
• 作者: Uesaka;N・Hayano;Y・Yamada;A・Yamamoto;N
• 通讯作者: N

Cooperative activity of multiple upper layer proteins for thalamocortical axon growh thalamocorical axon targeting

多个上层蛋白对丘脑皮质轴突生长的协同活性 丘脑皮质轴突靶向

• 发表时间: 2008
• 期刊: Develop Neurobiol 68
• 作者: Maruyama;T・Matsuura;M・Suzuki;K・Yamamoto;N
• 通讯作者: N

Molecular mechanisms of thalamocortical axon targeting

丘脑皮质轴突靶向的分子机制

• 发表时间: 2007
• 作者: Yamamoto;N・Maruyama;T・Uesaka;N・Hayano;Y・Takemoto;M・Yamada A
• 通讯作者: M・Yamada A

大脳皮質神経細胞におけるHDAC9の神経活動依存的な核・細胞質間移動による遺伝子発現と樹状突起形成の制御

大脑皮层神经元中 HDAC9 神经元活动依赖性核细胞质运动对基因表达和树突形成的调节

• 发表时间: 2007
• 作者: Sugo;N・Oshiro;H・Song;W・Yamamoto;N
• 通讯作者: N