発生発達神経生物学人間健康科学系専攻

准教授 中川 直樹

私たちは、大脳皮質神経回路の形成を制御する分子細胞メカニズムの解明を目指して研究を行っています。胎児期に大脳皮質の組織構造が作られる過程、そして生後の発達期に神経活動に応じて神経回路がリモデリングされる過程に着目し、神経幹細胞や神経細胞の細胞内で起きる変化を可視化・操作することによって神経回路形成の複雑な仕組みを理解したいと考えています。こうした研究は、ヒトの脳機能発達機構や神経発達障害の発症機序の理解、将来的には神経疾患バイオマーカーの探索とその検出法開発に繋がることが期待されます。

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研究、教育について

脳の高次機能を担う大脳皮質の神経回路が精確に形成されるためには、胎児期・発達期を通して、神経幹細胞の増殖・分化、神経細胞の産生・移動と形態的・機能的成熟、回路の形成と再編成、といったプロセスが時空間的に制御されて進行する必要があります。私たちは、大脳皮質の発生・発達を制御する分子細胞メカニズムの解明を目指して、マウスをモデル動物として研究を行っています。特に、接着分子複合体や細胞内シグナル伝達経路、微小管、オルガネラといった細胞内装置の役割に興味をもって研究を進めています。これらの細胞内装置を生体内で可視化・操作するツールを開発し、細胞内装置の発達動態や生理機能を理解することを目指しています。また、こうした仕組みの破綻と神経発達障害における細胞病態との関連について、疾患モデルマウスを用いて解析する取り組みも行っています。
大脳皮質の発生・発達メカニズムの研究を通して、分子・細胞レベルの現象が実際の生体内でどのように働き生体機能の発現に繋がるかを理解し、そうした基礎生物学的知識を基盤として医療科学の発展に貢献できる人材の育成を目指します。

 


マウス大脳皮質における神経幹細胞および神経細胞の生体内可視化解析

研究成果の一例:マウスのヒゲ触覚処理を担う体性感覚野神経細胞の成熟過程では、ゴルジ体が生後発達期に標的軸索の方向に極性化することで、樹状突起の標的軸索方向への伸長と、単一ヒゲに特異的に応答する回路の形成に寄与する

研究業績

  1. Nakagawa N^, Iwasato T^. (2023) Golgi polarity shift instructs dendritic refinement in the neonatal cortex by mediating NMDA receptor signaling. Cell Rep. 42, 112843(co-corresponding author^)
  2. Nakagawa N^, Plestant C, Yabuno-Nakagawa K, Li J, Lee J, Huang CW, Lee A, Krupa O, Adhikari A, Thompson S, Rhynes T, Arevalo V, Stein JL, Molnár Z, Badache A, Anton ES^. (2019) Memo1 mediated tiling of radial glial cells facilitates cerebral cortical development. Neuron 103, 836–852(co-corresponding author^)
  3. Nakagawa N*, Li J*, Yabuno-Nakagawa K, Eom TY, Cowles M, Mapp T, Taylor R, Anton ES. (2017) APC sets the Wnt tone necessary for cerebral cortical progenitor development. Genes Dev. 31, 1679–1692(co-first author*)
  4. Nakagawa N, Yagi H, Kato K, Takematsu H, Oka S. (2015) Ectopic clustering of Cajal-Retzius and subplate cells is an initial pathological feature in Pomgnt2-knockout mice, a model of dystroglycanopathy. Sci. Rep. 5, 11163
  5. Nakagawa N, Manya H, Toda T, Endo T, Oka S. (2012) Human natural killer-1 sulfotransferase (HNK-1ST)-induced sulfate transfer regulates laminin-binding glycans on α-dystroglycan. J. Biol. Chem. 287, 30823–30832

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准教授 : 中川 直樹

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