行動遺伝学技術開発チーム

動物の行動は、複雑な外来性および内因性情報が脳内で統合された結果として発現しますが、情報の統合の基礎は高度に統制された分子および細胞ネットワークに有ります。これらのネットワークは、主として遺伝因子、部分的に環境因子により制御され、個体間の僅かな差異が個性や気質の違いにつながり、傷害、感染、社会的・物理的ストレスや遺伝的因子などによるネットワークの破綻あるいは混乱は、ヒトの認知機能不全や多様な精神異常をもたらします。我々は、ほ乳類の中枢神経系で高度に統制されたネットワークはどのようにして形成され、環境因子によりどのように修飾されるのか、また独立した情報を統合あるいは分別する機構はいかなるものか、明らかにする事を目的として研究しています。逆遺伝学の手法で作製した変異マウスは、いかなる表現型レベルにおいても明白な因果関係を提供し、このような研究に不可欠です。我々は遺伝子工学的手法を開発・改良し、必要な遺伝的特徴を有するマウスを作製し、これらを利用して動物の行動を制御する神経回路の形成機構とその機能を解析します。相互排他的発現するNetrin-G1とNetrin-G2を分子指標とし、注意と衝動性の制御機構の観点から解析しています。また、神経細胞とアストログリア間の局所回路が高次脳機能に果たす役割は重要な観点の一つです。

研究テーマ

• 神経回路網の形成機構に関する研究
• 注意と関連行動の制御回路に関する研究
• REM睡眠の神経回路機構とその意義に関する研究
• 脳高次機能におけるアストログリアの作用機構に関する研究
• 神経回路機能を解析するための遺伝学的手法の開発

主要論文

1. Sadakata T, Shinoda Y, Oka M, Sekine Y, Sato Y, Tanaka M, Itohara S, and Furuichi T.:
   "Reduced axonal localization of a Caps2 splice variant impairs polarization of BDNF release and causes autistic-like behavior in mice"
   Proc Natl Acad Sci USA 109(51):21104-21109, 2012
2. Tanaka, M., Shih, P-Y., Gomi H., Yoshida T., Nakai J., Ando, R., Furuichi, T., Mikoshiba, K., Semyanov, A., and Itohara, S.:
   "Astrocytic Ca2+ signals are required for the functional integrity of tripartite synapses"
   Mol. Brain, 6:6 (2013)
3. Sano, Y., Ornthanalai, V.G., Yamada, K., Homma, C., Suzuki, H., Suzuki, T., Murphy, N.P., and Itohara, S.:
   "X11-like protein deficiency is associated with impaired conflict resolution in mice"
   J. Neurosci., 29, 5584-5596 (2009)
4. Iwasato, T., Inan, M., Kanki, H., Erzurumlu, R., Itohara, S., and Crair, M.C.:
   "Cortical adenylylyl cyclase 1 is required for thalamocortical synapse maturation and proper layer IV neuronal morphology during barrel map development"
   J. Neurosci., 28, 5931-5943 (2008)
5. Nishimura-Akiyoshi, S., Niimi, K., Nakashiba, T. and Itohara, S.:
   "Axonal netrin-Gs transneuronally determine lamina-specific subdendritic segments"
   Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104, 14801-14806 (2007)
6. Iwasato, T., Katoh, H., Nishimaru, H., Ishikawa, Y., Inoue, H., Saito, Y.M., Ando, R., Iwama, M., Takahashi, R., Negishi, M., and Itohara, S.:
   "Rac-GAP alpha-chimerin regulates motor-circuit formation as a key mediator of ephrineB3/EphA4 forward signaling"
   Cell 130, 742-753 (2007)
7. Nishiyama, H., Knopfel, T., Endo, S., and Itohara, S.:
   "Glial protein S100B modulates long term neuronal synaptic plasticity"
   Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99, 4037-4042 (2002)
8. Nakashiba, T., Nishimura, S., Ikeda, T., and Itohara, S.:
   "Complementary expression and neurite outgrowth activity of netrin-G subfamily members"
   Mech. Dev., 111, 47-60 (2002)
9. Iwasato, T., Datwani, A., Wolf, A.M., Nishiyama, H., Taguchi, Y., Tonegawa, S., Knopfel, T., Erzurumlu, R.S., and Itohara, S.:
   "Cortex-restricted disruption of NMDAR1 impairs neuronal patterns in the barrel cortex"
   Nature 406, 726-731 (2000)
10. Nakashiba, T., Ikeda, T., Nishimura, S., Tashiro, K., Honjo, T. Culotti, J.G., and Itohara, S.:
    "Netrin-G1: a novel GPI-linked mammalian netrin that is functionally divergent from classical netrins"
    J. Neurosci., 20, 6540-6550 (2000)