脳機能研究室
研究テーマ

脊椎動物神経系の発⽣と機能研究室構成員

平⽥たつみ（教授）

連絡先

川崎能彦

（助教）

Yan Zhu

（助教）

岩井玲奈

（学振特別研究員）

河内⾈⽉（総研⼤⽣ D１）

電話：055-981-6721

FAX：0559-81-6722

E-mail：tathirat@nig.ac.jp（平⽥）脊椎動物の脳は膨⼤な数の神経細胞から構成されており，これらの間につくられた神経回路が，思考，記憶，⾏動といった脳機能の基盤です。脳が正常に働くためには，神経細胞が適切に⽣まれ，移動し，軸索を伸⻑して，標的細胞と正確な回路をつくることが必要です。経験や学習によって柔軟に変化できる脳ですが、実のところ、いったん作られた回路のほとんどは固定されており、書き換え不能です。当研究室では、発⽣期につくられる神経回路の配線のルールを理解する事で、脳の頑固な部分に迫りたいと考えています。
1. 嗅覚中枢神経回路の研究
匂いの情報は，嗅上⽪の神経細胞により脳の嗅球とよばれる領域に伝えられ，ここで匂い情報の仕分けが⾏われます。本部⾨では，この嗅球からさらに中枢に向かう神経回路の形成機構を研究しています。さまざまな軸索ガイド分⼦の遺伝⼦改変マウスを⽤いて，この軸索の伸⻑経路決定のルールを探っています。そうすることで、仕分けられた匂い情報が、どのようにして⼼理や⾏動に結びつくかを明らかにしたいと考えています。
2. 腹側接線⽅向の神経細胞移動の研究
神経細胞の中には，誕⽣後，⽐較的⻑距離を移動するものがあります。嗅球軸索の伸⻑経路をきめる道標細胞『lot 細胞』は，そのような⻑距離移動する神経細胞で，発⽣の⾮常に早い時期に独特な移動経路を通って最終的な⽬的地へと向かいます。この腹側接線⽅向の細胞移動の分⼦的機構を研究しています。
3. 神経細胞移動停⽌のメカニズム

神経発⽣の様々な過程

⻑距離移動した神経細胞は、最終⽬的地で移動を「停⽌」しなければなりません。神経細胞は「どこ」で「いつ」⽌まるべきか、どのようにして知るのでしょうか。マウスの後脳神経系を⽤いて、その機構を研究しています。

4. 脳⽪質の進化
終脳の層構造は、ほ乳類の特徴です。層構造の無いニワトリ終脳との⽐較から、層構造進化のシナリオを探っています。
5 誕⽣時期特異的神経回路の解析
神経細胞の誕⽣時期は、シナプス結合の標的相⼿を決める重要因⼦です。マウス発⽣⼯学を利⽤して、神経細胞の誕⽣時期特異的に遺伝⼦操作を⾏う系を確⽴しました。この系を⽤いて、神経発⽣の「タイミング」が、いかにして神経回路の配線をコントロールし、ひいては脳の働きを形作るしくみを知りたいと考えています。
「研究室の特徴」
⼈数は少ないですが、みんな好奇⼼旺盛で⾊んなテーマで研究しています。⾃由な⽅針の研究室で、本⼈の興味や適性に合ったテーマでの研究が可能です。実験や論⽂指導など、かなり⾯倒⾒のよい研究室です。
卒業⽣たちの発表論⽂には次のようなものがあります(総研⼤⽣に下線)

Tozaki, H., Kawasaki, T., Takagi, Y. and Hirata, T. (2002) Expression of Nogo protein by growing
axons in the developing nervous system. Mol. Brain Res. 104, 111-119.
Yamatani, H., Sato, Y., Fujisawa, H. and Hirata, T. (2004) Chronotopic organization of olfactory
bulb axons in the lateral olfactory tract. J. Comp. Neurol. 475, 247-260.
Tozaki, H., Tanaka, S. and Hirata, T. (2004) Theoretical consideration of olfactory axon projection
with an activity-dependent neural network model. Mol. Cell. Neurosci. 26, 503-517.
Kawasaki, T., Ito K. and Hirata, T. (2006) Netrin 1 regulates ventral tangential migration ofguidepost neurons in the lateral olfactory tract. Development 133, 845-853.
Ito, K., Kawasaki, T.,Takashima, S., Matsuda, I., Aiba, A., and Hirata, T. (2008) Semaphorin 3F
confines ventral tangential migration of lateral olfactory tract neurons onto the telencephalon
surface. J. Neurosci. 28 4414-4422.
Yamatani, H., Kawasaki,, T., Mita,, S., Inagaki,, N. and Hirata, T. (2010) Proteomics Analysis of theTemporal Changes in Axonal Proteins during Maturation. Dev. Neurobiol. 70 523-537.
Sato, Y., Mita, S., Fukushima, N., Fujisawa, H., Saga, Y., and Hirata,, T. (2011) Induction of axon
growth arrest without growth cone collapse through the N-terminal region of four-transmembrane
glycoprotein M6a. Dev. Neurobiol. 71 733-746.
Sato, Y., Watanabe, N., Fukushima, N., Mita, S. and Hirata, T. (2011) Actin-independent behavior
and membrane deformation exhibited by the four-transmembrane protein M6a. PLoS One 6e26702. 1-13. doi:10.1371/journal.pone.0026702
Suzuki, I. K., Kawasaki, T., Gojobori, T. and Hirata, T. (2012) The temporal sequence of themammalian neocortical neurogenetic program drives mediolateral pattern in the chick pallium. Dev.
Cell 22 1-8.
Suzuki，I. K. and Hirata，T. (2014) A common developmental plan for neocortical gene-expressing
neurons in the pallium of the domestic chicken Gallus gallus domesticus and the Chinese softshellturtle Pelodiscus sinensis. Front. Neuroanat. 8 doi: 10.3389/fnana.2014.00020
Mita. S., de Monasterio-Schrader. P., Funfschilling, U., Kawasaki, T., Mizuno, H., Iwasato, T., Nave,K.A., Werner, H. B. and Hirata, T. (2015) Transcallosal projections require glycoprotein
M6-dependent neurite growth and guidance. Cereb Cortex 25, 4111-4125.