Updated on 2021/11/02

写真a

 
OSAKADA Fumitaka
 
Organization
Graduate School of Pharmaceutical Sciences Department of Basic Medicinal Sciences Bioscience Associate professor
Graduate School
Graduate School of Pharmaceutical Sciences
Undergraduate School
School of Science
Title
Associate professor

Degree 1

  1. Ph.D. ( 2007.3   Kyoto University ) 

Research Interests 10

  1. iPS細胞

  2. 再生

  3. イメージング

  4. ウイルス

  5. 大脳皮質

  6. 網膜

  7. 視覚

  8. 中枢神経薬理

  9. 幹細胞

  10. 神経回路

Research History 5

  1. Nagoya University

    2021.4

  2. Nagoya University

    2018.10

      More details

    Country:Japan

  3. Nagoya University   Institute of Innovation for Future Society

    2018.4

  4. Nagoya University   Graduate School of Pharmaceutical Sciences   Associate professor

    2017.4

      More details

    Country:Japan

  5. Nagoya University

    2015.4

      More details

    Country:Japan

Professional Memberships 3

  1. 日本分子生物学会

  2. 日本生理学会

  3. 日本再生医療学会

Awards 3

  1. 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2017   文部科学省  

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  2. 日本薬理学会 学術奨励賞

    2016.3   日本薬理学会  

     More details

    Award type:International academic award (Japan or overseas)  Country:Japan

  3. 日本薬学会 奨励賞

    2016.3   日本薬学会  

     More details

    Award type:International academic award (Japan or overseas)  Country:Japan

 

Papers 49

  1. Temporally multiplexed dual-plane imaging of neural activity with four-dimensional precision

    Onda Masanari, Takeuchi Ryosuke F., Isobe Keisuke, Suzuki Toshiaki, Masaki Yuji, Morimoto Nao, Osakada Fumitaka

    NEUROSCIENCE RESEARCH   Vol. 171   page: 9 - 18   2021.10

     More details

  2. Cell type- and layer-specific convergence in core and shell neurons of the dorsal lateral geniculate nucleus

    Okigawa Sayumi, Yamaguchi Masahiro, Ito Kei N., Takeuchi Ryosuke F., Morimoto Nao, Osakada Fumitaka

    JOURNAL OF COMPARATIVE NEUROLOGY   Vol. 529 ( 8 ) page: 2099 - 2124   2021.6

     More details

  3. Efficient and robust induction of retinal pigment epithelium cells by tankyrase inhibition regardless of the differentiation propensity of human induced pluripotent stem cells

    Ito Arisa, Ye Ke, Onda Masanari, Morimoto Nao, Osakada Fumitaka

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   Vol. 552   page: 66 - 72   2021.5

     More details

  4. Reproducible production and image-based quality evaluation of retinal pigment epithelium sheets from human induced pluripotent stem cells

    Ye Ke, Takemoto Yuto, Ito Arisa, Onda Masanari, Morimoto Nao, Mandai Michiko, Takahashi Masayo, Kato Ryuji, Osakada Fumitaka

    SCIENTIFIC REPORTS   Vol. 10 ( 1 ) page: 14387   2020.9

     More details

  5. Multiplex Neural Circuit Tracing With G-Deleted Rabies Viral Vectors

    Suzuki Toshiaki, Morimoto Nao, Akaike Akinori, Osakada Fumitaka

    FRONTIERS IN NEURAL CIRCUITS   Vol. 13   page: 77   2020.1

  6. [Circuit mechanisms of spatial perception and visuomotor integration].

    Takeuchi RF, Osakada F

    Nihon yakurigaku zasshi. Folia pharmacologica Japonica   Vol. 155 ( 2 ) page: 99 - 106   2020

     More details

  7. [Preface].

    Osakada F, Sakamoto K

    Nihon yakurigaku zasshi. Folia pharmacologica Japonica   Vol. 155 ( 2 ) page: 80   2020

     More details

  8. Role of dynamic nuclear deformation on genomic architecture reorganization

    Seirin-Lee Sungrim, Osakada Fumitaka, Takeda Junichi, Tashiro Satoshi, Kobayashi Ryo, Yamamoto Takashi, Ochiai Hiroshi

    PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY   Vol. 15 ( 9 ) page: e1007289   2019.9

     More details

  9. Tracing of Afferent Connections in the Zebrafish Cerebellum Using Recombinant Rabies Virus

    Dohaku Ryuji, Yamaguchi Masahiro, Yamamoto Naoyuki, Shimizu Takashi, Osakada Fumitaka, Hibi Masahiko

    FRONTIERS IN NEURAL CIRCUITS   Vol. 13   page: 30   2019.4

  10. Intersectional monosynaptic tracing for dissecting subtype-specific organization of GABAergic interneuron inputs

    Yetman Michael J., Washburn Eric, Hyun Jung Ho, Osakada Fumitaka, Hayano Yasufumi, Zeng Hongkui, Callaway Edward M., Kwon Hyung-Bae, Taniguchi Hiroki

    NATURE NEUROSCIENCE   Vol. 22 ( 3 ) page: 492 - +   2019.3

  11. Centrifugal Inputs to the Main Olfactory Bulb Revealed Through Whole Brain Circuit-Mapping

    Padmanabhan Krishnan, Osakada Fumitaka, Tarabrina Anna, Kizer Erin, Callaway Edward M., Gage Fred H., Sejnowski Terrence J.

    FRONTIERS IN NEUROANATOMY   Vol. 12   page: 115   2019.1

  12. [Cell-type-specific targeting strategies for elucidating neural circuits and pathophysiological mechanisms in the marmoset brain].

    Hara T, Osakada F

    Nihon yakurigaku zasshi. Folia pharmacologica Japonica   Vol. 153 ( 5 ) page: 210 - 218   2019

     More details

  13. The Cutting Edge of Retinal Circuit Research

    Osakada Fumitaka, Koike Chieko

    YAKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   Vol. 138 ( 5 ) page: 667 - 668   2018.5

     More details

  14. Viral and Electrophysiological Approaches for Elucidating the Structure and Function of Retinal Circuits

    Onda Masanari, Sansawa Kouki, Osakada Fumitaka

    YAKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   Vol. 138 ( 5 ) page: 669 - 678   2018.5

     More details

  15. [The Cutting Edge of Retinal Circuit Research].

    Osakada F, Koike C

    Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan   Vol. 138 ( 5 ) page: 667 - 668   2018

  16. [Viral and Electrophysiological Approaches for Elucidating the Structure and Function of Retinal Circuits].

    Onda M, Sansawa K, Osakada F

    Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan   Vol. 138 ( 5 ) page: 669 - 678   2018

  17. Development of Cellular and Tissue-based Products for Retinal Regenerative Medicine

    Osakada Fumitaka

    YAKUGAKU ZASSHI-JOURNAL OF THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   Vol. 137 ( 1 ) page: 23 - 29   2017.1

     More details

  18. Development of Cellular and Tissue-based Products for Retinal Regenerative Medicine.

    Osakada F

    Yakugaku zasshi : Journal of the Pharmaceutical Society of Japan   Vol. 137 ( 1 ) page: 23 - 29   2017

  19. Toward understanding structure and function of neural circuits in the visual system.

    Onda M, Osakada F

    Nihon yakurigaku zasshi. Folia pharmacologica Japonica   Vol. 149 ( 6 ) page: 274 - 280   2017

     More details

  20. 新規手法が切り拓く神経回路研究の新時代

    小坂田文隆

    化学と生物   Vol. 53 ( 10 ) page: 673-680   2015.9

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  21. 神経回路の構造と機能を明らかにする新規G欠損狂犬病ウイルストレーシング法

    小坂田文隆

    日本薬理学雑誌   Vol. 146 ( 2 ) page: 98-105 (J-STAGE)   2015.8

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  22. A dedicated circuit links direction-selective retinal ganglion cells to the primary visual cortex. Reviewed

    Cruz-Martín A, El-Danaf RN, Osakada F, Sriram B, Dhande OS, Nguyen PL, Callaway EM, Ghosh A, Huberman AD

    Nature   Vol. 507   page: 358-361   2014.3

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/nature12989

    PubMed

  23. Design and generation of recombinant rabies virus vectors. Reviewed

    Osakada F, Callaway EM

    Nature protocols   Vol. 8   page: 1583-1601   2013.8

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/nprot.2013.094

    PubMed

  24. Imaging light responses of retinal ganglion cells in the living mouse eye. Reviewed

    Yin L, Geng Y, Osakada F, Sharma R, Cetin AH, Callaway EM, Williams DR, Merigan WH

    Journal of neurophysiology   Vol. 109   page: 2415-2421   2013.5

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1152/jn.01043.2012

    PubMed

  25. iPS細胞を用いた網膜変性疾患の病態解析と創薬研究

    小坂田文隆

    ファルマシア   Vol. 48 ( 9 ) page: 842-846   2012.9

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  26. Defining the integration capacity of embryonic stem cell-derived photoreceptor precursors. Reviewed

    West EL, Gonzalez-Cordero A, Hippert C, Osakada F, Martinez-Barbera JP, Pearson RA, Sowden JC, Takahashi M, Ali RR

    Stem cells   Vol. 30 ( 7 ) page: 1424-1435   2012.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1002/stem.1123

    PubMed

  27. New rabies virus variants for monitoring and manipulating activity and gene expression in defined neural circuits. Reviewed

    Osakada F, Mori T, Cetin AH, Marshel JH, Virgen B, Callaway EM

    Neuron   Vol. 71 ( 4 ) page: 617-631   2011.8

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1016/j.neuron.2011.07.005

    PubMed

  28. Neural induction and patterning in mammalian pluripotent stem cells. Reviewed

    Osakada F, Takahashi M

    CNS & neurological disorders drug targets   Vol. 10   page: 419-432   2011.6

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    PubMed

  29. Modeling retinal degeneration using patient-specific induced pluripotent stem cells. Reviewed

    Jin ZB, Okamoto S, Osakada F, Homma K, Assawachananont J, Hirami Y, Iwata T, Takahashi M

    PloS one   Vol. 6   page: e17084   2011.2

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0017084

    PubMed

  30. Nuclear reprogramming to treat retinal degenerative diseases Reviewed

    Osakada F

    Inflammation and Regeneration   Vol. 31   page: 33-49   2011.1

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  31. 網膜神経細胞死の再生・分化を制御する因子

    赤池昭紀, 久米利明, 泉安彦, 小坂田文隆

    日本薬理学雑誌   Vol. 135 ( 4 ) page: 142-145   2010.4

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1254/fpj.135.142

    CiNii Article

  32. In vitro differentiation of retinal cells from human pluripotent stem cells by small-molecule induction. Reviewed

    Osakada F, Jin ZB, Hirami Y, Ikeda H, Danjyo T, Watanabe K, Sasai Y, Takahashi M

    Journal of cell science   Vol. 122 ( 17 ) page: 3169-3179   2009.9

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1242/jcs.050393

    PubMed

    CiNii Article

  33. ヒトES細胞・iPS細胞の分化誘導技術の開発―眼疾患への治療応用の可能性―

    小坂田文隆, 高橋政代

    iPS細胞の産業的応用技術     page: 169-179   2009.9

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  34. Detection of localized retinal malfunction in retinal degeneration model using a multielectrode array system. Reviewed

    Homma K, Osakada F, Hirami Y, Jin ZB, Mandai M, Takahashi M

    Journal of neuroscience research   Vol. 87   page: 2175-2182   2009.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1002/jnr.22024

    PubMed

  35. Stepwise differentiation of pluripotent stem cells into retinal cells. Reviewed

    Osakada F, Ikeda H, Sasai Y, Takahashi M

    Nature protocols   Vol. 4   page: 811-824   2009

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/nprot.2009.51

    PubMed

  36. ES細胞からの神経分化誘導

    小坂田文隆, 高橋政代

    培養細胞実験ハンドブック     page: 291-296   2008.12

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  37. 網膜における幹細胞生物学--発生・再生・エイジング (あゆみ 再生医療とアンチエイジング)

    小坂田文隆, 高橋政代

    医学のあゆみ   Vol. 224 ( 7 ) page: 511-517   2008.2

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    CiNii Article

  38. Toward the generation of rod and cone photoreceptors from mouse, monkey and human embryonic stem cells. Reviewed

    Osakada F, Ikeda H, Mandai M, Wataya T, Watanabe K, Yoshimura N, Akaike A, Sasai Y, Takahashi M

    Nature biotechnology   Vol. 26 ( 2 ) page: 215-224   2008.2

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1038/nbt1384

    PubMed

  39. 成体網膜の再生機構における Wnt シグナルの役割

    小坂田文隆, 赤池昭紀, 高橋政代

    眼薬理 = Japanese journal of ocular pharmacology   Vol. 21 ( 1 ) page: 84-86   2007.8

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    CiNii Article

  40. ミューラーグリアが網膜を再生する (特集 中枢神経の機能再生--細胞治療と人工臓器)

    小坂田文隆

    メディカルバイオ   Vol. 4 ( 5 ) page: 30-35   2007.7

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    CiNii Article

  41. 幹細胞技術の現状と展望(9)中枢神経系における幹細胞治療--網膜再生をめざして

    小坂田文隆, 高橋政代

    蛋白質核酸酵素   Vol. 52 ( 5 ) page: 470-477   2007.5

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    CiNii Article

  42. Wnt signaling promotes regeneration in the retina of adult mammals. Reviewed

    Osakada F, Ooto S, Akagi T, Mandai M, Akaike A, Takahashi M

    The Journal of neuroscience   Vol. 27   page: 4210-4219   2007.4

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4193-06.2007

    PubMed

  43. Neural conversion of ES cells by an inductive activity on human amniotic membrane matrix. Reviewed

    Ueno M, Matsumura M, Watanabe K, Nakamura T, Osakada F, Takahashi M, Kawasaki H, Kinoshita S, Sasai Y

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   Vol. 103 ( 25 ) page: 9554-9559   2006.6

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1073/pnas.0600104103

    PubMed

    CiNii Article

  44. 体性幹細胞を用いた網膜再生

    小坂田文隆, 高橋政代

    実験医学   Vol. 24 ( 2 ) page: 256-264   2006.1

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  45. ビタミンE類縁体の神経保護作用

    小坂田文隆, 久米利明, 赤池昭紀

    医学のあゆみ   Vol. 215 ( 8 ) page: 705-706   2005.11

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

  46. Generation of Rx+/Pax6+ neural retinal precursors from embryonic stem cells. Reviewed

    Ikeda H, Osakada F, Watanabe K, Mizuseki K, Haraguchi T, Miyoshi H, Kamiya D, Honda Y, Sasai N, Yoshimura N, Takahashi M, Sasai Y

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   Vol. 102 ( 32 ) page: 11331-11336   2005.8

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1073/pnas.0500010102

    PubMed

  47. Alpha-tocotrienol provides the most potent neuroprotection among vitamin E analogs on cultured striatal neurons. Reviewed

    Osakada F, Hashino A, Kume T, Katsuki H, Kaneko S, Akaike A

    Neuropharmacology   Vol. 47   page: 904-915   2004.11

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1016/j.neuropharm.2004.06.029

    PubMed

  48. Serofendic acid, a sulfur-containing diterpenoid derived from fetal calf serum, attenuates reactive oxygen species-induced oxidative stress in cultured striatal neurons. Reviewed

    Osakada F, Kawato Y, Kume T, Katsuki H, Sugimoto H, Akaike A

    The Journal of pharmacology and experimental therapeutics   Vol. 311   page: 51-59   2004.10

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1124/jpet.104.070334

    PubMed

  49. Isolation of a diterpenoid substance with potent neuroprotective activity from fetal calf serum. Reviewed

    Kume T, Asai N, Nishikawa H, Mano N, Terauchi T, Taguchi R, Shirakawa H, Osakada F, Mori H, Asakawa N, Yonaga M, Nishizawa Y, Sugimoto H, Shimohama S, Katsuki H, Kaneko S, Akaike A

    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America   Vol. 99 ( 5 ) page: 3288-3293   2002.3

     More details

    Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: 10.1073/pnas.052693999

    PubMed

    CiNii Article

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Books 1

  1. G欠損狂犬病ウイルスベクター・実験医学別冊 決定版 ウイルスベクターによる遺伝子導入実験ガイド

    山口真広、小坂田文隆

    羊土社  2020.11 

Presentations 9

  1. Toward the generation of thalamic organoids from human induced pluripotent stem cells

    2021.3.1 

  2. 視覚-運動連関を担う神経回路メカニズム

    小坂田文隆

    第30回神経行動薬理学若手研究者の集い  2021.3.1 

     More details

    Presentation type:Symposium, workshop panel (nominated)  

  3. 非遺伝子改変動物における細胞種特異的なウイルス感染法の開発

    釜口 力, 大月 祥子, 山口 真広, 田村 朋則, 森本 菜央, 浜地 格, 小坂田 文隆

    日本薬学会  2021.3.1 

  4. 感覚運動誤差の脳内表現 Invited

    小坂田文隆

    若手新分野創成ワークショップ「脳を知り、疾患を理解する」  2021.2.1 

     More details

    Language:Japanese   Presentation type:Symposium, workshop panel (nominated)  

  5. 神経回路を標識する狂犬病ウイルスベクターの開発とその応用 Invited

    小坂田文隆

    東京大学医学部機能生物学セミナー  2020.11.1 

     More details

    Presentation type:Public lecture, seminar, tutorial, course, or other speech  

  6. 神経回路の相互作用解析を可能にする新規ウイルスベクターの開発

    岩田萌, 入江崇, 川端涼子, 鈴木俊章, 森本菜央, 坂口剛正, 中西真人, 小坂田文隆

    日本薬学会  2020.11.1 

  7. 神経回路の構造と機能を明らかにする ウイルス遺伝子工学とイメージング技術 Invited

    小坂田文隆

    小坂田文隆  2020.9.1 

     More details

    Presentation type:Symposium, workshop panel (nominated)  

  8. Generation of Cortical Organoids with Axial Polarity from Marmoset Embryonic Stem Cells

  9. セロトニン作動性ニューロンがショウジョウバエ聴覚応答の行動時間を調節する

    森本 菜央、恩田 将成、石田 彩乃、竹内 遼介、磯部 圭佑、上川内 あづさ、小坂田 文隆

    第43回日本神経科学大会 

     More details

    Presentation type:Symposium, workshop panel (nominated)  

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Research Project for Joint Research, Competitive Funding, etc. 3

  1. 神経回路の4次元解析法の開発とサブネットワークの機能解明

    2018.10 - 2024.3

    CREST 

      More details

    Grant type:Competitive

  2. マーモセットコネクトーム解析のための神経回路トレーシングシステムの開発

    2017.4 - 2021.3

    革新脳 

      More details

    Grant type:Competitive

  3. 相互結合かつ共通入力を有するサブネットワークの新規解析技術

    2014.10

    さきがけ 

      More details

    Grant type:Competitive

KAKENHI (Grants-in-Aid for Scientific Research) 10

  1. 予測符号化の細胞基盤の解明

    Grant number:21H05168  2021.8 - 2024.3

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    小坂田 文隆

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\48620000 ( Direct Cost: \37400000 、 Indirect Cost:\11220000 )

  2. Frontiers in brain and life sciences on active information gain in an uncertain environment

    Grant number:21B402  2021.8 - 2024.3

    Grants-in-Aid for Scientific Research  Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

      More details

    Authorship:Principal investigator 

  3. あいまい環境に対峙する脳・生命体の情報獲得戦略研究の推進

    Grant number:21H05167  2021.8 - 2024.3

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    小坂田 文隆

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\2730000 ( Direct Cost: \2100000 、 Indirect Cost:\630000 )

  4. 心の健康を増進するレジリエンスの生物学的基盤の解明

    Grant number:21H04812  2021.4 - 2025.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    古屋敷 智之, 小坂田 文隆

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    うつ病など心の病には社会からのストレスや老化など後天的な要因が深く関わる。我々は、マウスの慢性ストレスが脳内外の炎症反応によりうつ・不安様行動を誘導することを示してきた。一方、慢性ストレスや老化による脳機能障害には個体差があり、レジリエンスの存在が示唆されるが、実態は不明である。本研究では、神経活動・炎症反応の全脳イメージング、一細胞オミクス解析、神経活動・細胞・分子操作など先端技術を駆使し、慢性ストレスや脳機能老化に対するレジリエンスを担う神経回路・脳組織リモデリング・脳末梢連関を解明する。

  5. ショウジョウバエ内部状態に依存したリズミックな神経活動の分子基盤の解明

    Grant number:21K06372  2021.4 - 2024.3

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    森本 菜央, 小坂田 文隆

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    本研究では、申請者が見出した、リズミックな応答をとる神経細胞に着目する。この神経細胞を単一細胞レベルで同定するため、遺伝学ツールを用いた解剖学的手法、およびイメージングを行う。解剖学的な情報からこの神経細胞を含む上流下流の神経回路を明らかにする。また、この神経細胞の神経活動を操作し、行動を解析することにより、リズミックな応答の必要性・十分性を検討する。さらに、リズミックな応答の基盤となる分子機構を明らかにすることで、この細胞が行う情報の統合機構の分子・神経基盤を明らかにする。

  6. 脳ゲノム編集および幹細胞由来オルガノイド融合による霊長類精神疾患モデルの創出

    Grant number:20K21476  2020.7 - 2022.3

    挑戦的研究(萌芽)

    小坂田 文隆

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    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\6500000 ( Direct Cost: \5000000 、 Indirect Cost:\1500000 )

    本研究課題では、神経発達障害や精神疾患の病態発症機序となる分子・神経回路異常を明らかにし、治療法を開発することを目的として、in vivoおよびin vitroにおける霊長類精神疾患モデルの作製に必要な基盤技術を構築する。静脈注射で全脳感染が可能なアデノ随伴ウイルスベクター(AAV)にCRISPR/Cas9システムを搭載させることで、in vivoゲノム編集を可能にする。加えて、マーモセット胚性幹細胞(ES細胞)から大脳皮質オルガノイドおよび視床オルガノイドを誘導し、それら2領野のオルガノイドを融合させることで領野間神経回路をin vitroで再構成する。

  7. マウス大脳皮質視覚野における投射特異的なサブネットワークによる情報処理機構の解明

    Grant number:18H02706  2018.4 - 2021.3

    小坂田 文隆

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    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\17550000 ( Direct Cost: \13500000 、 Indirect Cost:\4050000 )

    大脳皮質には機能局在があり、領野毎に特定の機能を有する。大脳皮質視覚野では高次視覚野毎に異なる視覚属性を処理する。大脳皮質の神経回路は、入力された感覚情報を選り分け、異なる情報を異なる脳領域へ並列的に送出する働きを持つ。送出される情報は、情報の送出を担う投射細胞においてシナプス入力の統合処理により生み出される。つまり、投射細胞のシナプス前細胞群の情報統合により、投射ターゲットに固有の視覚応答性を生み出され、その情報を特定の投射部位に伝達すると考えられる。しかし、V1の神経回路がどのような演算により異なる領野へ新しい並列的な出力を生み出すのかは不明である。そこで本研究では、マウス一次視覚野をモデルとして、異なる視覚情報を異なる高次視覚野に伝達する役割を担う微小神経回路の構造と演算機構を明らかにすることを目的とする。
    高次視覚野であるALに投射するV1ニューロンは空間周波数が低く早い動きの視覚情報を、PMに投射するV1ニューロンは空間周波数の高い遅い動きの視覚情報を伝達する。そこでALに投射するV1ニューロンとPMに投射するV1ニューロンの機能を評価する目的で、それら投射ニューロンに逆行性に緑色カルシウム感受性蛍光タンパク質であるGCaMP6を導入した。V1の第2/3層および第5層に分布するGCaMP発現投射ニューロンの視覚刺激に対する応答を2光子顕微鏡イメージングにより評価したところ、それらは方位選択性応答や方向選択性応答を示した。続いて、第2/3層ニューロンと第5層ニューロンの対応関係を明らかにするために、第2/3層および第5層の多焦点面同時イメージングを行った。相互相関を解析することで、第2/3層内の細胞の結合、第5層内の細胞の結合、第2/3層細胞と第5層細胞の層間の結合を評価することができた。以上の結果より、投射特異的に相互結合細胞群の存在が示唆された。
    実験系の構築も完了し、計画通りであるため。
    ウイルスベクターでサブネットワークを解剖学的に評価し、イメージングで機能的なシナプス接続の推定を行っている。今後は、動物の個体数を増やし、再現性の確認を行う。続いて、標識した神経回路の解剖学的知見と生理学的知見との対応付けを行う。さらに、投射先の領野を増やし、投射毎のサブネットワークの構造と機能の違いを評価する。

  8. 大脳皮質の領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の神経活動操作法と機能解明

    Grant number:17H05562  2017.4 - 2019.3

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    小坂田 文隆

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\7020000 ( Direct Cost: \5400000 、 Indirect Cost:\1620000 )

    大脳皮質は6層構造を有し、第2/3層細胞および第5層細胞が出力細胞として大脳皮質の異なる領野間の情報伝達を担う。第2/3層細胞および第5層細胞が特定の領野に固有の情報を伝達する。そこで、我々は視覚情報伝達における領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の役割を検討する目的で、まずフィードバック出力を担う第2/3層細胞と第5層細胞の機能を同時にイメージングする技術を開発した。2光子顕微鏡を改造し空間光変調器(SLM)を搭載することで、異なる2焦点面の同時イメージングに成功した。続いて、領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合を特異的に標識する目的で、大脳皮質の第5層特異的にCreを発現するマウス、およびCre依存的かつFlp依存的なウイルスベクターを用いて、大脳皮質視覚野のLMからV1にフィードバック投射をする第5層細胞に特異的にGFPを導入する実験系を確立した。その後、LMからV1にフィードバック投射をする第5層細胞を特異的に神経活動操作する目的で、化合物リガンドであるCNOの投与依存的に神経活動を活性化できるhM3Dqあるいは神経活動を抑制するhM4Diを、GFPの代わりに搭載したAAVを作製した。その結果、V1へフィードバック投射をするLMの第5層細胞に特異的にhM3DqあるいはhM4Diの発現が認められた。これら高次領野からのV1へのフィードバック結合の役割を明らかにするために、V1へフィードバック投射をするLMの第5層細胞の活動を操作した際に、V1の視覚応答の変化を解析した。リガンドのCNOを投与しながら、V1の応答を2光子顕微鏡イメージングで解析したところ、V1ニューロンの視覚応答性に変化が認められた。層特異的な役割を検討するために、第5層細胞と第2/3層細胞をそれぞれ操作して、違いを比較検討した。以上の結果より、領野特異的かつ層特異的なフィードバック結合の視覚情報処理における役割を明らかにすることができた。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  9. Establishment of recombinant rabies virus-mediated retrograde trancing of neural circuits in zebrafish

    Grant number:15K14523  2015.4 - 2018.3

    HIBI MASAHIKO

      More details

    Authorship:Collaborating Investigator(s) (not designated on Grant-in-Aid) 

    Rabies virus (RV) infects neurons through its glycoprotein (G). Recombinant RV that contains the GFP gene instead of the G gene and is pseudotyped with the retroviral envelope protein (EnvA) was developed for neural circuit tracing. The pseudotyped RV can infect neurons that express TVA (the EnvA receptor)-mCherry. If the G is provided in the same cells, the RV particles are generated and transmitted mono-synaptically to input neurons. We generated transgenic lines that express TVA-mCherry and G in Purkinje cells (PCs) or granule cells (GCs). When PCs were infected with the pseudotyped RV, GFP was detected in GCs and neurons in the inferior olive nuclei. When GCs were infected with the virus, GFP was detected in neurons in various brain regions that receive inputs from the visual, vestibular, lateral line sensory systems, or telencephalon. Our findings validated the RV-mediated retrograde tracing in zebrafish and identified input neurons for GCs in zebrafish.

  10. Neural circuit mechanisms underlying receptive field formation in higher-order visual cortical areas

    Grant number:15H05375  2015.4 - 2018.3

    Fumitaka Osakada

      More details

    Authorship:Principal investigator 

    Grant amount:\22750000 ( Direct Cost: \17500000 、 Indirect Cost:\5250000 )

    The aim of this project is to reveal how the receptive fields of higher-order visual cortical areas (HVAs) are shaped by the thalamus. We identified synaptic input to the V1 and each HVA by injecting retrograde viruses into each visual area of mice. Neurons of the lateral geniculate nucleus (LGN) neurons project to both the V1 and various HVAs, whereas neurons of the lateral posterior nucleus (LP) project to various HVAs, but not to the V1. We imaged visual responses from axon terminals of the LP or LGN neurons expressing GCaMP6 by 2-photon microscopy. In addition, we imaged visual responses from the V1 or HVA while manipulating activity of neurons in the LP or LGN with the Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drug (DREADD) system. From these results, we conclude that LP neurons play a pivotal role in formation of the receptive fields of HVA neurons in mice.

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