研究室

感覚神経回路形成研究チーム

チームリーダー
今井 猛（Ph.D .）

マウス嗅覚系をモデルに、機能的な神経回路の形成メカニズムを探る

哺乳類の中枢神経系は膨大な数の神経細胞から成り立っています。発生過程で神経細胞はどのようにして個性を獲得し、正しく配線し、機能的な神経回路を作り上げるのでしょうか？これらの問題を解くため、我々はマウス嗅覚系をモデルに研究を行っています。マウス嗅覚系では、異なる嗅覚受容体を発現する約1,000種類もの嗅神経細胞が匂い分子の検出を行っています。脳の嗅覚一次中枢である嗅球には、1,000種類の嗅神経細胞に対応して、1,000対の糸球体とよばれる入力部位があります。そして、嗅球内ではそれら1,000種類の入力が複雑な情報処理を受けたのち、嗅皮質へと出力されます。こうした神経回路は必ずしも厳密な設計図に基づいて作られるというわけではなく、細胞間相互作用や生後の神経活動に基づいて自律的に構築されることが明らかになりつつあります。嗅球の研究を通して、一見複雑な神経回路を作り出すシンプルなルールを見出すことが我々の目標です。

研究テーマ

1. 嗅球の匂いマップの発生・再生メカニズム
2. 嗅球における入力特異的神経回路形成のメカニズム
3. 嗅球における匂い情報処理の神経機構
4. 局所神経回路の可視化と操作のためのツール開発

ニュース一覧
2017.12.07
匂いを嗅ぎ分けられるのはタイミングがズレるから
2016.10.26
損傷後の誤った軸索配線が嗅覚異常を引き起こす
2016.3.15
改良型透明化試薬「SeeDB2」で組織深部まで高解像解析
2013.9.24
嗅覚受容体が刺激によらずに軸索の配線位置を決める仕組み
2013.7.2
CDBから新しい透明化試薬SeeDB
2011.1.4
若手による新チームが始動
主要論文

Iwata R, et.al. Mechanosensory-Based Phase Coding of Odor Identity in the Olfactory Bulb. Neuron 96, 1-14 (2017). doi:10.1016/j.neuron.2017.11.008

Murai A, et al. Distorted coarse axon targeting and reduced dendrite connectivity underlie dysosmia after olfactory axon injury. eNeuro 3, e0242-16.2016 (2016). doi:10.1523/ENEURO.0242-16.2016

Ke MT, et al. Super-resolution mapping of neuronal circuitry with an index-optimized clearing agent. Cell Rep 14, 2718–2732 (2016). doi:10.1016/j.celrep.2016.02.057

Imai T. Construction of functional neuronal circuitry in the olfactory bulb. Semin Cell Dev Biol 35, 180–188 (2014). doi:10.1016/j.semcdb.2014.07.012

Nakashima A, et al. Agonist-independent GPCR activity regulates anterior-posterior targeting of olfactory sensory neurons. Cell 154, 1314–1325 (2013). doi:10.1016/j.cell.2013.08.033

Ke MT, et al. SeeDB: a simple and morphology-preserving optical clearing agent for neuronal circuit reconstruction. Nat Neurosci 16, 1154–1161 (2013). doi:10.1038/nn.3447

Q：研究の道を選んだきっかけは何ですか？

A：小学生の頃からの夢

Q：研究の最大の魅力は何ですか？

A：良くも悪くも思った通りにならないこと。

Q：研究者を目指す人たちに一言。

A：研究はとてもエキサイティングでやりがいがあります。

研究室ホームページ

imai[at]cdb.riken.jp
[at]を@に変えてメールしてください

求人

嗅神経細胞の軸索投射。CFP標識した軸索（シアン）とYFP標識した軸索（黄色）がそれぞれ嗅球の異なる糸球体へと収斂する。
単一の糸球体に接続する僧帽・房飾細胞の標識。僧帽・房飾細胞はそれぞれ、単一の主樹状突起を単一の糸球体に接続して匂い情報を入力している。
組織透明化試薬SeeDBを用いたマウス脳の可視化。2光子励起顕微鏡を用い、Thy1-YFPトランスジェニックマウスの大脳皮質と海馬（4mm × 5mm × 2mm）を可視化し、3次元表示した。
単一の糸球体に接続する姉妹僧帽細胞の樹状突起の形態解析。単一糸球体に色素注入して標識した後、SeeDBによる透明化を行って観察した。
神経回路の3次元超解像イメージング。Thy1-YFP-Hトランスジェニックマウスの大脳皮質をSeeDB2で透明化後、超解像顕微鏡で画像取得し、3次元再構成した。
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