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分子細胞脳科学分野

神経発生分子機能部門 <Laboratory of Developmental Neurobiology>

研究室代表者名:元山 純 Jun Motoyama,Ph.D.
部門長:元山 純 <Jun Motoyama,Ph.D.>
脳は小宇宙と例えられるくらい複雑で多彩な機能を備えています。例えば人の脳は約140億個の神経細胞とその更に10倍、約1400億個ものグリア細胞から成り立っています。その膨大な数の細胞で出来た脳も、出発点は卵子と精子が出会った瞬間できあがった一個の受精卵です。受精卵は細胞分裂を繰り返し、将来胎児の元となる胚が出来ます。その胚の一部から神経管と呼ばれる管ができ、その管が脳と脊髄からなる中枢神経系の基礎となります。私達は神経管から脳が形成される過程を理解する事が、脳の理解につながると考え2つのテーマを中心に研究しています。1つ目のテーマは脳の正中構造の決定の仕組みについて、2つ目のテーマは神経幹細胞の発生と損傷修復の仕組みについてです。私達が注目しているのはソニックヘッジホッグという分泌タンパク質の機能です。このタンパク質は脳の発生に必須であるのみならず、生後の脳の機能維持にも重要である事がわかってきています。様々な細胞群が脳の機能の一部を担うためには、多くの細胞による協調した組織の構築が不可欠です。この組織構築過程は細胞間相互作用に依存しており、ソニックヘッジホッグはその細胞間相互作用において重要な役割を果たしている可能性があります。特に私達や他の研究チームの研究によってソニックヘッジホッグは正中構造の決定と神経幹細胞の発生制御に関わっていることがわかってきました(図)。私達の目標はソニックヘッジホッグタンパク質のシグナル伝達に関わる分子の機能と役割を解明することにより、脳の組織構築と維持の仕組みを理解することです。
(図)7.75日齢マウス胚神経板の正中決定過程におけるソニックヘッジホッグの発現(緑)

(図)7.75日齢マウス胚神経板の正中決定過程におけるソニックヘッジホッグの発現(緑)

研究テーマ

  1. 神経幹細胞の発生制御過程を制御する分子機構の理解
  2. 新生児への母子分離ストレスが海馬の発達に与える影響
  3. 神経発生におけるグルコース代謝の役割の理解

主要論文

  1. Shikata Y., Hashimoto H., Okada T., Ellis T., Matsumaru D., Shiroishi T., Ogawa M., Wainwright B. and Motoyama J. Ptch1-mediated dosage-dependent action of Shh signal regulates neural progenitor development at late gestational stages. (2011) Dev. Biol. 349(2), 147-159.
  2. Aoto K., Shikata Y., Imai H., Matsumaru D., Tokunaga T., Shioda S., Yamada G. & Motoyama J. (2009) Mouse Shh is required for prechordal plate maintenance during brain and craniofacial morphogenesis. Dev Biol. 327, 106-120.
  3. Aoto K., Shikata Y., Higashiyama D., Shiota K. & Motoyama J. (2008) Fetal ethanol exposure activates protein kinase A and impairs Shh expression in prechordal mesendoderm cells in the pathogenesis of holoprosencephaly. Birth Defects Res A Clin Mol Teratol. 82, 224-231.
  4. Motoyama J. (2006) Essential roles of Gli3 and sonic hedgehog in pattern formation and developmental anomalies caused by their dysfunction. Congenit Anom. 46, 123-128. Review.
  5. Motoyama J. & Aoto K. Important role of Shh controlling Gli3 functions during the dorsal-ventral patterning of the telencephalon. In Hedgehog-Gli Signaling in Human Disease, Editor: A. Ruiz i Altaba Chapter 14, 177-183 (2006). Landes Bioscience/Eurekah.com, Springer Science+Business Media, Inc. Texas. Review.
  6. Motoyama J., Milenkovic L., Iwama M., Shikata Y., Scott M.P., & Hui CC. (2003) Differential requirement for Gli2 and Gli3 in ventral neural cell fate specification. Dev Biol. 259, 150-161.
  7. Aoto K., Nishimura T., Eto K. & Motoyama J. (2002) Mouse GLI3 regulates Fgf8 expression and apoptosis in the developing neural tube, face, and limb bud. Dev Biol. 251, 320-332.
  8. Motoyama J., Liu J., Mo R., Ding Q., Post M. & Hui CC. (1998) Essential function of Gli2 and Gli3 in the formation of lung, trachea and oesophagus. Nat Genet. 20, 54-57.
  9. Motoyama J., Takabatake T., Takeshima K. & Hui CC. (1998) Ptch2, a second mouse Patched gene is co-expressed with Sonic hedgehog. Nat Genet. 18, 104-106.
  10. Motoyama J., Kitajima K., Kojima M., Kondo S. & Takeuchi T. (1997) Organogenesis of the liver, thymus and spleen is affected in jumonji mutant mice. Mech Dev. 66, 27-37.

メンバー

元山 純(教授):Jun Motoyama, Ph.D. (Principal investigator, Professor)
酒井 大輔(特定任用研究員・助教):Daisuke Sakai, Ph.D.(Research assistant professor)
村上 由希(特定任用研究員・助教):Yuki Murakami, Ph.D.(Research assistant professor)

研究室の連絡先

〒610-0394 京都府京田辺市多々羅都谷1-3
同志社大学 京田辺キャンパス 訪知館4階 
E-mail:jmotoyam@mail.doshisha.ac.jp