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Welcome to Yuzaki Lab
    慶應義塾大学医学部柚崎研(神経生理学)では「神経活動や環境の変化が、どのようにして記憶・学習を引き起こし、どのように神経回路網そのものを変化させるのか」というテーマに沿って研究を行っています
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Research

  • 神経回路網は遺伝情報に基づいて形成されると同時に、若年期における環境因子によっても大きく作用されます。すなわち、適切な環境や学習によってこそ健やかな脳が育まれると考えられます。
  • いったん完成した神経回路網も、神経活動に伴って成人期以後においても形態的・機能的な改変を起こします。この過程は、成人期以降の脳において、記憶がどのように保たれたり失われたりするのかという問題に密接に関係します。
  • 近年、神経変性疾患などの成人発症の神経疾患に対する新しい治療法として、幹細胞由来の神経細胞を用いた再生医学への期待が高まっています。移植後の神経組織が、生着してホストの神経ネットワークの中で再び機能するためにも、成熟脳におけるシナプスの維持・形成過程の分子的基盤の解明が必須と考えられます。
  • 当研究室では、上記のようなさまざまな過程における基盤的な問題―成熟した脳における後成的なシナプス形成・修飾過程の分子機構―の解明を目指しています。モデルシステムとして小脳を用いますので、研究の成果は、遺伝性・特発性のさまざまな疾患に伴う小脳失調や、小脳が関与している読字障害、自閉症、注意欠陥多動性障害などの非運動性機能障害機構の解明にも寄与できると期待されます。

最近の代表的論文 (Since 2005 ) 詳しくは あるいは

  • Satake T, Yamashita K, Hayashi K, Miyatake S, Tamura-Nakano M, Doi H, Furuta Y, Shioi G, Miura E, Takeo YH, Yoshida K, Yahikozawa H, Matsumoto N, Yuzaki M, Suzuki S. MTCL1 plays an essential role in maintaining Purkinje neuron axon initial segment. EMBO J, 2017, in press.
  • Wakayama S, Kiyonaka S, Arai I, Kakegawa W, Matsuda S, Ibata K, Nemoto YL, Kusumi A, Yuzaki M, Hamachi I. Chemical labeling for visualizing native AMPA receptors in live neurons. Nature Commun, in press.
  • Yuzaki M, Aricescu AR. A GluD Coming-Of-Age Story. Trends Neurosci in press.
  • Elegheert J, Kakegawa W, Clay JE, Shanks N, Behiels E, Matsuda K, Kohda K, Miura E, Rossmann M, Mitakidis N, Motohashi J, Chang VT, Siebold C, Greger IH, Nakagawa T, Yuzaki M*, Aricescu AR*. Structural basis for integration of GluD receptors within synaptic organizer complexes. Science, 353:295-299, 2016. (*co-corresponding author).
  • Kiyonaka S, Kubota R, Michibata Y, Sakakura M, Takahashi H, Numata T, Inoue R, Yuzaki M, Hamachi I. Allosteric activation of membrane-bound glutamate receptors using coordination chemistry within living cells. Nature Chem, 8 :958-967, 2016.
  • Matsuda K, Budisantoso T, Mitakidis N, Sugaya Y, Miura E, Kakegawa W, Yamasaki M, Konno K, Uchigashima M, Abe M, Watanabe I, Kano M, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M. Trans-synaptic modulation of kainate receptor functions by C1q-like proteins. Neuron 90:752-767, 2016.
  • Takeo YH, Kakegawa W, Miura E, Yuzaki M. RORα Regulates Multiple Aspects of Dendrite Development in Cerebellar Purkinje Cells In Vivo. J Neurosci 35:12518-12534, 2015.
  • Kakegawa W, Mitakidis N, Miura E, Abe M, Matsuda K, Takeo YH, Kohda K, Motohashi J, Takahashi A, Nagao S, Muramatsu SI, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M. Anterograde C1ql1 signaling is required in order to determine and maintain a single-winner climbing fiber in the mouse cerebellum. Neuron 85:316-329, 2015.
  • Matsuda S, Kakegawa W, Budisantoso T, Nomura T, Kohda K, Yuzaki M. Stargazin regulates AMPA receptor trafficking through adaptor protein complexes during long–term depression. Nature Commun 4:2759, 2013.
  • Kohda K, Kakegawa W, Matsuda S, Yamamoto T, Hirano H, Yuzaki M. The d2 glutamate receptor gates long-term depression by coordinating interactions between two AMPA receptor phosphorylation sites. Proc Natl Acad Sci USA 110:E948-957, 2013.
  • Ito-Ishida A, Miyazaki T, Miura E, Matsuda K, Watanabe M, Yuzaki M*, Okabe S*. Presynaptically released Cbln1 induces dynamic axonal structural changes by interacting with GluD2 during cerebellar synapse formation. Neuron 76:549-564, 2012. (*co-corresponding author).
  • Unoki T,  Matsuda S, Kakegawa W, Van UT, Kohda K, Suzuki A, Funakoshi Y, Hasegawa H, Yuzaki M*, Kanaho Y. NMDA receptor-mediated PIP5K activation to produce PI(4,5)P2 is essential for AMPA receptor endocytosis during LTD. Neuron 73: 135-148, 2012. (*co-corresponding author)
  • Kakegawa W, Miyoshi Y, Hamase, K, Matsuda S, Matsuda K, Kohda K, Emi K, Motohashi J, Konno R, Zaitsu K, Yuzaki M. D-Serine regulates cerebellar LTD and motor coordination through the delta2 glutamate receptor. Nature Neurosci 14: 603-611, 2011.
  • Yuzaki M. Cbln1 and its family proteins in synapse formation and maintenance. Curr Opin Neurobiol 21:215-220, 2011.
  • Jitsuki S, Takemoto K, Kawasaki T, Tada H, Takahashi A, Becamel C, Sano A, Yuzaki M, Zukin RS, Ziff EB, Kessels HW, Takahashi T. Serotonin mediates cross-modal reorganization of cortical circuits. Neuron 69: 780-92, 2011.
  • Matsuda K, Miura E, Miyzaki T, Kakegawa W, Emi K, Narumi S, Fukazawa Y, Ito-Ishida A, Kondo T, Shigemoto R, Watanabe M, Yuzaki M. Cbln1 is a ligand for an orphan glutamate receptor δ2, a bidirectional synapse organizer. Science 328: 363-368, 2010.
  • Nishiyama J, Matsuda K, Kakegawa W, Yamada N, Motohashi J, Mizushima N, Yuzaki M. Reevaluation of neurodegeneration in lurcher mice: constitutive ion fluxes cause cell death with, not by, autophagy. J Neurosci 30:2177-87, 2010.
  • Kakegawa, W., Miyazaki, T., Kohda, K., Matsuda, K., Emi, K., Motohashi, J., Watanabe, M., Yuzaki, M. The N-terminal domain of GluD2 (GluRδ2) recruits presynaptic terminals and regulates synaptogenesis in the cerebellum in vivo, J Neurosci 29:5738-5748, 2009.
  • Iijima, T., Emi., K., Yuzaki, M. Activity-dependent repression of Cbln1 expression: mechanism for developmental and homeostatic regulation of synapses in the cerebellum. J. Neurosci 29:5425-5434、2009.
  • Matsuda S, Miura E, Matsuda K, Kakegawa W, Kohda K, Watanabe M, Yuzaki M. Accumulation of AMPA Receptors in Autophagosomes in Neuronal Axons Lacking Adaptor Protein AP-4. Neuron 57: 1-16, 2008.
  • Ito-Ishida, A., Miura, E., Emi, K., Matsuda, K., Iijima, T., Kondo, T., Kohda, K. Watanabe, M., Yuzaki, M. Cbln1 Regulates Rapid Formation and Maintenance of Excitatory Synapses in Mature Cerebellar Purkinje Cells in vitro and in vivoJ Neurosci 28:5920-5930, 2008.
  • Kakegawa, W., Miyazaki, T., Emi, K., Matsuda, K., Kohda, K., Motohashi, J., Mishina, M., Kawahara, S., Watanabe, M., Yuzaki, M. Differential Regulation of Synaptic Plasticity and Cerebellar Motor Learning by the C-terminal PDZ-Binding Motif of GluRdelta2. J Neurosci 28:1460-1468, 2008.
  • Kakegawa,W., Kohda, K., Yuzaki, M. The delta2 “ionotropic” glutamate receptor functions as a non-ionotropic receptor to control cerebellar synaptic plasticity. J Physiol 584:89-96, 2007.
  • Kakegawa, W., Miyazaki, T., Hirai, H., Motohashi, J., Mishina, M., Watanabe, M., Yuzaki, M. Ca2+ permeability of the channel pore is not essential for the delta2 glutamate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination. J Physiol 579.3:729-735, 2007.
  • Hirai H, Pang Z, Bao D, Miyazaki T, Li L, Miura E, Parris J, Rong Y, Watanabe W, Yuzaki M*, Morgan JI. Cbln1 is essential for synaptic integrity and plasticity in the cerebellum. Nature Neurosci 8: 1534-1541, 2005. (*co-corresponding author)