東北大学
学際科学フロンティア研究所

先端学際基幹研究部

東海林 亙Wataru Shoji

准教授生命・環境領域

研究分野 分子生物学、発生生物学、神経科学
主な研究テーマ
  • 神経回路形成機構の研究
  • コレステロール代謝産物が制御する形態形成メカニズムの研究
  • 血管と神経の相互作用、ネットワーク形成に共有される分子システムの研究
所属学会 日本分子生物学会、日本発生生物学会、日本神経科学会
研究概要 モデル脊椎動物を用いた神経回路形成機構の研究 ~神経細胞の発生から行動の制御に至るまで~

私たちの研究グループでは神経回路の形成・神経機能発現の素過程を明らかにすることを目標とし、脊椎動物モデルであるゼブラフィッシュの神経系を分子・細胞レベルで解析しています。人間では圧倒的に膨大な数の神経細胞が複雑な中枢神経系を構成しているのに対して、ゼブラフィッシュの幼生では少数の神経細胞が比較的単純な神経システムを構築しています。単純とはいいながらも、この神経系は脊椎動物に共通にみられる神経回路網をもち、また生命維持に必須な自律神経系、視覚情報を追跡する眼球運動制御、さらには記憶・社会行動といったヒトへと進化的に連なる多くの高次機能を有することが、このモデル生物を利用する理由です。また、体が透明なために脳の内部を体表から透かして観察・操作可能で、オプトジェネティクス(光感受性のイオンチャネル・ポンプ遺伝子を導入し、非侵襲的に神経活動の制御を行う技術)の利用にも適しています。

私たちはこの生物モデルが幼生期に最も早く獲得する3つの運動機能、体幹筋を使った逃避・遊泳、胸鰭の自発運動に着目し、これらの行動を引き起こす神経機能モジュールの発生を、(1)神経細胞の誕生と分化、(2)軸索・樹状突起の伸長経路の探索による解剖学的ネットワークの形成、(3)シナプス形成と回路の成熟による生理機能の獲得、(4)個体レベルの統合運動の達成、といった1つの神経細胞が生まれてから機能を担うまでのひとつづきの生命現象として研究します。これに加えて、神経と血管に共通するネットワーク網形成の分子機構に着目し、疾患や損傷によって失われた神経機能の修復・再生を促す新しい技術の開発へとつながる学際的な研究を目指していきます。

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