神経システム生物学研究室

研究分野

神経軸索と神経回路形成の仕組み

概要

私たちの脳神経系は精巧な神経回路網を形づくっています。そして神経細胞同士がネットワーク上でコミュニケーションをとることにより、ヒトは感じたり、考えたり、うまく運動したりできるわけです。
脳内における神経回路網形成は(a) 神経細胞の移動、 (b) 神経細胞の分化および極性形成、(c) 神経軸索のガイダンス、(d) シナプスの形成およびその調節といった複数のステップから構成されています。私たちの研究グループはこれらのしくみを生化学的、分子生物学的そして細胞生物学的な手法を駆使することにより解析しています。また本学情報科学研究科の先生方との融合領域研究も推進し、最新のプロテオミクス、ノックアウトマウスの作成、細胞内1分子計測、光ピンセット、コンピュータを用いた数理解析を組み合わせた解析も進めています。
私たちは、これらの研究が神経細胞の形づくりの仕組みの深い理解につながり、現代の難病である脊髄損傷や脳外傷、あるいはアルツハイマー病や運動ニューロン疾患などの治療法の開発につながることを期待しています。

関連業績

  1. Huang, L., Urasaki, A. and Inagaki N. (2019)
    Rab33a and Rab33ba mediate the outgrowth of forebrain commissural axons in the zebrafish brain, Sci. Rep. 9:1799. (LINK)
  2. Baba, K., Yoshida, W., Toriyama, M., Shimada, T., Manning, C.F., Saito, M., Kohno, K., Trimmer, J.S., Watanabe, R., and Inagaki, N. (2018)
    Gradient-reading and mechano-effector machinery for netrin-1?induced axon guidance. eLife 2018;7:e34593.(LINK)
  3. Abe, K., Katsuno, H., Toriyama, M., Baba, K., Mori T., Hakoshima T, Kanemura Y., Watanabe, R. and Inagaki, N. (2018)
    Grip and slip of L1-CAM on adhesive substrates direct growth cone haptotaxis, Proc. Natl. Acad. Sci. USA,115, 2764-2769. doi:10.1073/pnas.1711667115 (LINK)
    報道:MedicalxpressScienceDailyEurekAlert!AsianScientist
  4. Inagaki, N., Katsuno, H. (2017)
    Actin Waves: Origin of Cell Polarization and Migration?, Trends in Cell Biology DOI:10.1016/j.tcb.2017.02.003 (LINK)
  5. Kubo, Y., Baba, K., Toriyama, M., Minegishi, T., Sugiura, T., Kozawa, S., Ikeda, K., and Inagaki, N. (2015)
    Shootin1-cortactin interaction mediates signal-force transduction for axon outgrowth. J Cell Biol. 210, 663-676. (LINK)(解説)
  6. Katsuno, H., Toriyama, M., Hosokawa, Y., Mizuno, K., Ikeda, K., Sakumura, Y, and Inagaki, N. (2015)
    Actin migration driven by directional assembly and disassembly of membrane anchored actin filaments, Cell Reports 12, 648-660.(LINK)(解説)
  7. Toriyama, M., Kozawa, S., Sakumura, Y. and Inagaki, N. (2013)
    Conversion of a signal into forces for axon outgrowth through Pak1-mediated shootin1 phosphorylation, Current Biology 23, 529-534 .(LINK) (解説)
  8. Nakazawa, H., Sada, T., Toriyama, M., Tago, K., Sugiura, T., Fukuda, M. and Inagaki, N. (2012)
    Rab33a mediates anterograde vesicular transport for membrane exocytosis and axon outgrowth. J. Neurosci. 32, 12712?12725.(LINK)
  9. Inagaki, N.,Toriyama, M. and Sakumura, Y.(2011)
    Systems biology of symmetry-breaking during neuronal polarity formation, Dev. Neurobiol.71, 584-593.(LINK)
  10. Toriyama, M., Sakumura, Y., Shimada, T., Ishii, S. and Inagaki, N.(2010)
    A diffusion-based neurite length sensing mechanism involved in neuronal symmetry-breaking, Mol.Syst.Biol. 6, 394.(LINK) (解説)
  11. Mori, T., Inagaki, N., Kamiguchi, H. (2009)
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  12. Shimada, T., Toriyama, M., Uemura, K., Kamiguchi, H., Sugiura, T., Watanabe, N. and Inagaki, N. (2008)
    Shootin1 interacts with actin retrograde flow and L1-CAM to promote axon outgrowth., J. Cell Biol. 181, 817-829.(LINK) (解説)
  13. Mori, T., Wada, T., Suzuki, T., Kubota, Y. and Inagaki, N. (2007)
    Singar1, a novel RUN domain-containing protein, suppresses formation of surplus axons for neuronal polarity, J. Biol. Chem. 282, 19884-19893.(LINK) (解説)
  14. Toriyama, M., Shimada, T., Kim, K-B., Mitsuba, M., Nomura, E., Katsuta, K., Sakumura, Y., Roepstorff, P. and Inagaki, N. (2006)
    Shootin1: a protein involved in the organization of an asymmetric signal for neuronal polarization. J. Cell Biol. 175, 147-157.(LINK) (解説)
  15. Fukata, Y., Itoh, T.J., Kimura, T., Menager, C., Nishimura, T., Shiromizu, T., Watanabe, H., Inagaki, N., Iwamatsu, A., Hotani, H. and Kaibuchi, K. (2002)
    CRMP-2 binds to tubulin heterodimers to promote microtubule assembly, Nature Cell Biol. 4, 583-591
  16. Inagaki, N., Chihara, K., Arimura, N., Menager, C., Kawano, Y., Matsuo, N., Nishimura, T., Amano, M. and Kaibuchi, K. (2001)
    CRMP-2 induces Axons in Cultured Hippocampal Neurons. Nature Neurosci. 4, 781-782.
  17. Canossa, M., Gartner, A., Campana, G., Inagaki, N., and Thoenen, H. (2001)
    Regulated secretion of neurotrophins by metabotropic glutamate group I (mGluRI)- and Trk-receptor activation is mediated via phospholipase C signaling pathways, EMBO J. 20, 1641-1650.
  18. Taya, S., Inagaki, N., Sengiku, H., Makino, H., Iwamatsu, A., Urakawa, I., Nagano, K., Kataoka, S., and Kaibuchi, K. (2001)
    Direct Interaction of Insulin-like growth factor-1 receptor with leukemia-associated RhoGEF, J. Cell Biol.,155, 809-819.
  19. Arimura, N., Inagaki, N., Chihara, K., Menager, C., Nakamura, N., Amano, M., Iwamatsu, A., Goshima, Y. and Kaibuchi, K. (2000)
    Phosphorylation of Collapsin Response Mediator Protein-2 by Rho-kinase: Evidence for Two Separate Signaling Pathways for Growth Cone Collapse. J. Biol. Chem. 275, 23973-23980.
  20. Inagaki, N., Nishizawa, M., Arimura, N., Yamamoto, H., Takeuchi, Y., Miyamoto, E., Kaibuchi, K. and Inagaki, M. (2000)
    Activation of Ca2+/calmodulin-dependent Protein Kinase II within Post-synaptic Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons. J. Biol. Chem. 275, 27165-27171.
  21. Ming, G.-i., Song, H.-j., Berninger, B., Inagaki, N., Tessier-Lavine, M. and Poo, M.-m. (1999)
    Phospholipase C-g and phosinositide 3-kinase mediate cytoplasmic signaling in nerve growth cone guidance. Neuron 23, 139-148.
  22. 稲垣直之(2019)
    Shootin1による細胞-基質間の力の発生を介した神経細胞の細胞移動,極性形成,軸索ガイダンスおよびアクチン波,生化学,91, 159-168
  23. 馬場健太郎,浦崎明宏,稲垣直之(2014)
    ラージゲルプロテオミクスを基盤とした神経細胞の軸索形成とガイダンスの解析,電気泳動,第58巻第2号,49-52
  24. 稲垣直之(2013)
    ニュー ロンの極性化を担う細胞内シグナル経路、脳の発生学(宮田卓樹、山本亘彦 編),化学同人,72-89
  25. 鳥山道則,作村諭一,稲垣直之(2011)
    神経細胞が突起の長さを検知する仕組みと神経細胞の対称性の破れ,遺伝 65,80-86
  26. 鳥山道則,稲垣直之(2010)
    ニューロンにはアクソンは1本しかないのか?,Clinical Neuroscience 28, 113
  27. 稲垣直之,鳥山道則,島田忠之 (2007)
    神経極性形成とShootin1のフィードバックループ,生化学 79, 799-802
  28. 稲垣直之,鳥山道則,島田忠之 (2007)
    Shootin1による神経細胞の対称性破壊と極性形成,脳21,10, 107-109
  29. 稲垣直之,稲垣昌樹(2003)
    動くシナプスと神経ネットワーク(塩坂貞夫 編),金芳堂, 103-110,2003
  30. 稲垣直之,貝淵弘三(2001)
    CRMP-2は海馬神経細胞の軸索形成を誘導する,細胞工学 20 (10), 1408-1409
  31. 稲垣直之,貝淵弘三(2001)
    神経細胞の軸索および極性形成の分子機構,生体の科学 52(3),230- 234
  32. 稲垣直之,貝淵弘三(1999)
    RhoファミリーGTPaseによる神経成長円錐と軸索ガイダンスの調節,脳・神経科学の最前線 実験医学 17, 2093-2096

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