群馬大学 大学院医学系研究科 医学部 医学科

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高次機能統御系脳神経発達統御学

遺伝発達行動学（行動生理学）

行動の生物学的基盤は、脳の回路にある。また、行動は多数の遺伝子と多くの環境因子（胎児期環境、栄養、ストレス、知覚刺激を含む）、およびその相互作用に依存して決定される。一方、げっ歯類のマウスとラットはすべてのDNA配列が明らかにされているなど、昔から遺伝学的研究や生理学的研究に使用され、多くの知見が蓄積されている。また、様々なミュータント（遺伝子に変異をもつ個体）がおり、その中には不安レベルの高いマウスや痙攣発作をおこしやすいマウス、多動のラットなどがいる。　遺伝発達行動学分野では、遺伝子改変動物（条件付きノックアウトマウス、ノックインマウス、トランスジェニックラットなど）を作製し、遺伝子改変動物が示す行動異常について遺伝学、分子生物学、電気生理学、形態学などの様々な手法を用いて分子、細胞、ネットワーク、個体の各レベルから探求することにより、脳の機能や発達の仕組みについて明らかにしようとしている。マウスとラットは哺乳動物であり、行動異常を示す遺伝子改変動物はヒト疾患のモデル動物として、その発症機序や病態の解明、治療薬の開発に貢献できる。

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  • 研究と教育
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  • 業績
  • 沿革

スタッフ

教　授 柳川　右千夫
准教授 齋籐　康彦
助　教 柿崎　利和

三輪　秀樹


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研究内容

研究内容

本教室における主な研究テーマ
・ 神経伝達物質GABAおよびグリシンのはたらきの解明：GABA合成酵素やグリシントランスポーターなどの遺伝子改変動物を作製・解析することにより、脳機能におけるGABA神経伝達あるいはグリシン神経伝達の役割について研究している。
・ 視線制御の細胞・神経回路メカニズムの解明：視線制御機構の解明を目指して、前庭神経核や舌下神経前位核のニューロン、神経回路の機能特性について電気生理学的、形態学的、分子細胞生物学的手法を用いて研究している。
・ 扁桃体を中心とする情動の神経回路の解明：扁桃体、前頭前野、海馬など恐怖や嫌悪などの情動に関わる神経回路に着目し、情動記憶の獲得、固定、消去機構の分子・神経基盤について研究している。

教育業務

医学部
生物学演習・実習
医学論文作成チュートリアル
動物実験学
基礎遺伝学
選択基礎医学実習
シナリオチュートリアル

大学院
医学基礎技術実習【小動物操作基礎技術】【胚操作技術】【電気生理学実習】
研究成果考察セミナー
研究発表討論セミナー
遺伝発達行動学講義
遺伝発達行動学実習
遺伝発達行動学演習

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臨床業務

（該当する業務はありません）

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社会貢献

NPO法人 脳の世紀推進会議「世界脳週間」における教育講演や実習を担当している。また、スーパーサイエンスハイスクール事業の実験講座への協力を行っている。また、研究成果を社会に還元するために、作製した遺伝子改変動物などに関する特許を取得することで産学連携の推進に努めている。

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業績

  1. Shino M, Kaneko R, Yanagawa Y, Kawaguchi Y, Saito Y. Electrophysiological characteristics of inhibitory neurons of the prepositus hypoglossi nucleus as analyzed in Venus-expressing transgenic rats. Neuroscience 197, 89-98, 2011
  2. Augustinaite S, Yanagawa Y, Heggelund P. Cortical feedback regulation of input to visual cortex: role of intrageniculate interneurons. J Physiol. 589, 2963-77, 2011
  3. Saito K, Kakizaki T, Hayashi R, Nishimaru H, Furukawa T, Nakazato Y, Takamori S, Ebihara S, Uematsu M, Mishina M, Miyazaki JI, Yokoyama M, Konishi S, Inoue K, Fukuda A, Fukumoto M, Nakamura K, Obata K, Yanagawa Y. The physiological roles of vesicular GABA transporter during embryonic development: a study using knockout mice. Molecular Brain 3:40, 2010
  4. Saito Y, Yanagawa Y. Synaptic mechanism for the sustained activation of oculomotor integrator circuits in the rat prepositus hypoglossi nucleus: Contribution of Ca2+-permeable AMPA receptors. J Neurosci. 30, 15735-15746, 2010.
  5. Polepalli JS, Sullivan RKP, Yanagawa Y, Sah P. A specific class of interneuron mediates inhibitory plasticity in the lateral amygdala. J Neurosci. 30, 14619-14629, 2010.
  6. Muguruma K, Nishiyama A, Ono Y, Miyawaki H, Mizuhara E, Hori S, Kakizuka A, Obata K, Yanagawa Y, Hirano T, Sasai Y. Ontogeny–recapitulating generation and tissue integration of ES cell–derived Purkinje cells. Nature Neurosci. 13, 1371-1380, 2010.
  7. Wang Y, Kakizaki T, Sakagami H, Saito K, Ebihara S, Kato M, Hirabayashi M, Saito Y, Furuya N, Yanagawa Y. Fluorescent labeling of both GABAergic and glycinergic neurons in vesicular GABA transporter (VGAT)-Venus transgenic mouse. Neuroscience 164, 1031-1043, 2009.
  8. Niquille M, Garel S, Mann F, Hornung JP, Otsmane B, Chevalley S, Parras C, Guillemot F, Gaspar P, Yanagawa Y, Lebrand C. Transient Neuronal Populations Are Required to Guide Callosal Axons: A Role for Semaphorin 3C. PLoS Biol 7, e1000230, 2009.
  9. Akashi K, Kakizaki T, Kamiya H, Fukaya M, Yamasaki M, Abe M, Natsume R, Watanabe M, Sakimura K. NMDA receptor GluN2B (GluR epsilon 2/NR2B) subunit is crucial for channel function, postsynaptic macromolecular organization, and actin cytoskeleton at hippocampal CA3 synapses. J Neurosci 29, 10869-82, 2009.
  10. Pan BX, Dong Y, Ito W, Yanagawa Y, Shigemoto R, Morozov, A. Selective gating of glutamatergic inputs to excitatory neurons of amygdala by presynaptic GABAb receptor. Neuron 61, 917-929, 2009.
  11. Bi W, Sapir T, Shchelochkov OA, Zhang F, Withers MA, Hunter JV, Levy T, Shinder V, Peiffer DA, Gunderson KL, Nezarati MM, Shotts VA, Amato SS, Savage SK, Harris DJ, Day-Salvatore DL, Horner M, Lu XY, Sahoo T, Yanagawa Y, Beaudet AL, Cheung SW, Martinez S, Lupski JR, Reiner O. Increased LIS1 expression affects human and mouse brain development. Nature Genet 41, 168-177, 2009.
  12. Kaneko K, Tamamaki N, Owada H, Kakizaki T, Kume N, Totsuka M, Yamamoto T, Yawo H, Yagi T, Obata K, Yanagawa Y. Noradrenergic excitation of a subpopulation of GABAergic cells in the basolateral amygdala via both activation of nonselective cationic conductance and suppression of resting K+ conductance: A study using glutamate decarboxylase 67-green fluorescent protein knock-in mice. Neuroscience 157, 781-797, 2008.
  13. Ikeda K, Yanagawa Y, Bekkers J. Distinctive quantal properties of neurotransmission at excitatory and inhibitory autapses revealed using variance-mean analysis. J. Neurosci 28, 13563-13573, 2008.
  14. Gandhi SP, Yanagawa Y, Stryker MP. Delayed plasticity of inhibitory neurons in developing visual cortex. Proc Nat Acad Sci USA 105: 16797-16802, 2008.
  15. Obata K, Hirono M, Kume N, Kawaguchi Y, Itohara S, Yanagawa, Y. GABA and synaptic inhibition of mouse cerebellum lacking glutamate decarboxylase 67. Biochem Biophys Res Commun 370, 429-433, 2008.
  16. Uematsu M, Hirai Y, Karube F, Ebihara S, Kato M, Abe K, Obata K, Yoshida S, Hirabayashi M, Yanagawa Y, Kawaguchi Y. Quantitative chemical composition of cortical GABAergic neurons revealed in transgenic Venus-expressing rats. Cereb Cortex 18, 315-330, 2008.
  17. Saito Y, Takazawa T, Ozawa S: Relationship between afterhyperpolarization profiles and the regularity of spontaneous firings in rat medial vestibular nucleus neurons. Eur J Neurosci 28:288-298, 2008.
  18. Miwa H, Fukaya M, Watabe AM, Watanabe M, Manabe T: Functional contributions of synaptically localized NR2B subunits of the NMDA receptor to synaptic transmission and long-term potentiation in the adult mouse CNS. J Physiol 586:2539-2550, 2008.
  19. Labouebe G, Lomazzi M, Cruz HG, Creton C, Lujan R, Li M, Yanagawa Y, Obata K, Watanabe M, Wickman K, Boyer SB, Slesinger PA, Luscher C. RGS2 modulates coupling between GABAB receptors and GIRK channels in dopamine neurons of the ventral tegmental area. Nature Neurosci 10, 1559-1568, 2007.
  20. Berghuis P, Rajnicek AM, Morozov YM, Ross RA, Mulder J, Urban GM, Monory K, Marsicano G, Matteoli M, Canty A, Irving AJ, Katona I, Yanagawa Y, Rakic P, Lutz B, Mackie K, Harkany T. Hardwiring the brain: Endocannabinoids shape neuronal connectivity. Science 316, 1212-1216, 2007
  21. Shimizu H, Watanabe E, Hiyama T, Nagakura A, Fujikawa A, Okado H, Yanagawa Y, Obata K, Noda M. Glial Nax channels control lactate signaling to neurons for brain [Na+] sensing. Neuron 54, 59-72, 2007.
  22. Marowsky A, Yanagawa Y, Obata K, Vogt KE. A specialized subclass of interneurons mediates dopaminergic facilitation of amygdala function. Neuron 48, 1025-1037, 2005

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沿革

昭和40年（1965年）　行動医学研究施設・第一部門行動生理学教室が設置された。平尾武久が初代教授として赴任した。種個体の生活方式を研究する習性学と、同種および統一的に研究することからなる生活環境の研究の発展に貢献した。

平成４年（1992年）　城所良明（現名誉教授）が米国UCLAから2代目教授として赴任した。ショウジョウバエを用いて、遺伝と行動という大きなテーマを中心に多面的な研究に取り組んだ。

平成15年（2003年）　大学院改組に伴い、行動医学研究施設行動生理学教室から脳神経発達統御学講座・遺伝発達行動学分野に名称を変更した。

平成16年（2004年）　柳川右千夫が生理学研究所から3代目教授として赴任し、現在に至っている。遺伝学的手法をはじめ、分子細胞生物学、行動学、電気生理学的手法など多面的な研究手法を駆使し、情動など脳高次機能におけるGABAの役割について研究を行っている。