B. DEPARTMENT OF CELL GENETICS
B-c. Division of Cytoplasmic Genetics - Kazuto Kobayashi Group

RESEARCH ACTIVITIES

(1) Mechanisms of Neural Circuitry Underlying Control of Behaviors

Kazuto Kobayashi

--Control of behaviors is based on the mechanisms that mediate processing and regulation of information through the complex neural circuitry in the brain. Dysfunction in the neural circuitry is involved in the etiology and pathogenesis of some neural diseases. Our research group is interested in understanding the role of specific neurons or neural pathways that mediate motor control, memory, and emotion as well as the function of the signaling molecules that are involved in these behaviors. In the present year, we developed a Cre-loxP recombination system to study the role of signaling pathways in the function and development of the neural circuitry²⁾. Using this system, we identified a critical role of Rho/Rho-kinase signaling pathway in the survival of developing motor neurons^{1, 8)}. In addition, we reported behavioral and physiological roles of the neural pathway originating from the striatum by using immunotoxin-mediated cell targeting^{6, 9)}. Immunotoxin-mediated cell targeting was also used to generate an animal model for autonomic diseases¹⁰⁾. Furthermore, we identified subunit composition of GABA_A receptors in midbrain dopamine neurons by using the transgenic mouse strain that expresses GFP in these neurons³⁾. This transgenic strain was also utilized for model experiments of cell transplantation for Parkinson's disease therapy^{4, 5, 7)}

PUBLICATIONS

Papers
1. Kobayashi, K., Takahashi, M., Matsushita, N., Miyazaki, J.-I., Yaginuma, H., Osumi, N., Kaibuchi, K. and Kobayashi, K. (2004). Survival of developing motor neurons by Rho GTPase signaling pathway through Rho-kinase. J. Neurosci. 24, 3480-3488.
2. Matsushita, N., Kobayashi, K., Miyazaki, J. and Kobayashi, K. (2004). Fate of transient catecholaminergic cell types revealed by site-specific recombination in transgenic mice. J. Neurosci. Res. 78, 7-15.
3. Okada, H., Matsushita, N., Kobayashi, K. and Kobayashi, K. (2004). Identification of GABA_A receptor subunit variants in midbrain dopaminergic neurons. J. Neurochem. 89, 7-14.
4. Saino-Saito, S., Sasaki, H., Volpe, B.T., Kobayashi, K., Berlin, R. and Baker, H. (2004). Differentiation of the dopaminergic phenotype in the olfactory system of neonatal and adult mice. J. Comp. Neurol. 479, 389-398.
5. Yoshizaki, T., Inaji, M., Kouike, H., Shimazaki, T., Sawamoto, K., Ando, K., Date, I., Kobayashi, K., Suhara, T., Uchiyama, Y. and Okano, H. (2004). Isolation and transplantation of dopaminergic neurons generated from mouse embryonic stem cells. Neurosci. Lett. 363, 33-37.

Reviews
6. 小林和人(2004)イムノトキシン細胞標的法:神経回路メカニズムの解析法.脳21 7, 195-200.
7. 小林和人(2004)神経系の機能再生へのアプローチ.理学療法学31, 448-450.
8. 小林憲太,小林和人(2004)Cre-loxPシステム:コンディショナルな遺伝子改変技術.脳21 7, 312-315.
9. 佐野裕美,小林和人(2004)線条体投射路を介する新しい神経回路メカニズム.Clinical Neuroscience 22, 732.

Books
10. Kobayashi, K. and Nagatsu, T. (2004). Transgenic strategies in autonomic research. In The Primer on the Autonomic Nervous System, 2^nd edition, Robertson, D. ed. (London: Elsevier Academic Press), pp.435-438.

ORAL PRESENTATIONS

外国語発表
1. Kazuto Kobayashi Molecular and cellular mechanisms underlying dopaminergic regulation of basal ganglia neural circuitry、第3回動物行動の遺伝学研究会「モノアミンと行動制御」、三島、2004年1月
2. Yasoshima, Y., Yamamoto, T., Kobayashi, K. Noradrenergic transmission in the amygdala facilitates memory retrieval of conditioned taste aversion. ISOT, Kyoto, July, 2004.
3. Belluzzi, O., Pignatelli, A., and Kobayashi, K. Functional properties of adult-born juxtaglomerular cells in the mammalian olfactory bulb. ISOT, Kyoto, July, 2004.

日本語発表
4. 小林和人「分子生物学による大脳基底核回路の機能解剖:視床下核を介する神経回路の制御」第回大脳基底核研究会シンポジウム、松山、2004年7月
5. 石井愛子、若松正樹、鵜飼友里子、坂神純子、岩田晋吾、小野美恵子、中村厚、小林和人、岩坪威、吉本真「Generation and analysis of transgenic mice that express human -synuclein in dopamine neurons（αシヌクレイン・トランスジェニックマウスの作出と解析）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
6. 吉本真、石井愛子、鵜飼友里子、坂神純子、岩田晋吾、小野美恵子、小林和人、岩坪威、若松正樹「Generation of transgenic mice that show a part of pathological features of Parkinsonﾕs disease（パーキンソン病の病態の一部を示すαシヌクレイン・トランスジェニックマウスの作出）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月

POSTER PRESENTATIONS

外国語発表
1. Yasoshima, Y., Yamamoto, T. and Kobayashi, K. The amygdala-dependent mechanisms underlying memory retrieval of conditioned taste aversion. ISOT, Kyoto, July, 2004.
2. Yasoshima, Y., Yamamoto, T., Kobayashi, K. Role of noradrenergic transmission in the amygdala in retrieval of long-term taste aversive memory. International Conference for the Society for the Study of Ingestive Behvaior, USA, July, 2004.
3. Kobayashi, K., Sano, H. and Yasoshima, Y. BehaviORAL PRESENTATIONS and physiological roles of the striataopallidal medium spiny neurons in basal ganglia circuitry. International Basal Ganglia Society 8th Triental Meeting, Crieff, Scotland, UK, September, 2004.
4. Kobayashi, T., Yasoshima, Y. and Kobayashi, K. Genetic ablation of the subthalamic neurons disrupts coordination of basal ganglia circuitry. International Basal Ganglia Society 8th Triental Meeting, Crieff, Scotland, UK, September, 2004.
5. Kobayashi, K., Okada, H. and Kobayashi, K. Identification of GABA_A and GABA_B receptor subunits expressed in midbrain dopaminergic neurons, SFN meeting, San Diego, October, 2004.
6. Yasoshima, Y., Koyama, Y., Kayama, Y. and Kobayashi, K. Subthalamic neurons express dopamine-mediated behavior through differential neural pathways. SFN meeting, San Diego, October, 2004.
7. Yoshimoto, M., Ishi, A., Ukai, Y., Sakagami, J., Iwata, S., Ono, M., Kobayashi, K., Iwatsubo, T., M. Wakamatsu, M. Overexpression of a truncated form of human.
α-synuclein/NACP causes selective degeneration of nigral dopamine neurons in mice. SFN meeting, San Diego, October, 2004.
8. Kobayashi, K., Takahashi, M., Matsushita, N., Miyazaki, J., M. Koike, M., Yaginuma, H., Osumi, N., Kaibuchi, K., Kobayashi, K. Survival of developing motor neurons mediated by Rho/Rho-kinase signaling pathway. SFN meeting, San Diego, October, 2004.
9. Kim, H.C., Shin, E.J., Wie, M.B., Jung, B.D., Park, D.H., Li, Z.Y., Lim, Y.K., Bing, G., Kobayashi, K., T. Nabeshima, T. Roles of the cyclooxygenase-2 and oxidative stress in the methamphetmaine-induced neurotoxicity. SFN meeting, San Diego, October, 2004.

日本語発表
10. 小林和人、八十島安伸、小山純正、香山雪彦「視床下核ニューロンは選択的な神経路を介してドーパミン依存性行動を協調する（Subthalamic neurons coordinate dopamine-mediated behavior through differential neural pathways）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
11. 八十島安伸、山本隆、小林和人「味覚嫌悪学習の想起に対する扁桃体ノルアドレナリン伝達の促進作用（Noradrenaline transmission in the amygdala enhances memory retrieval of conditioned taste aversion）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
12. 筒井雄二、小林和人「マウスにおけるリアクションタイム課題の獲得と遂行（Acquisition and performance of the reaction time task in mice）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
13. 小林憲太、高橋将文、松下夏樹、宮崎純一、小池正人、八木沼洋行、大隅典子、貝淵弘三、小林和人「Rho/Rho-kinaseシグナル伝達系による運動神経細胞の生存制御（Survivul of developing motor neurons mediated by Rho/Rho-kinase signaling pathway）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
14. 斎野-斎藤幸子、小林和人、岡野栄之、後藤薫、Harriet Baker「マウス大脳皮質および線条体のチロシン水酸化酵素mRNA発現細胞（Cortical and striatal expression of tyrosine hydroxylase mRNA in neonatal and adult mice）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
15. 安田徹、多田昇弘、小林和人、喜納裕美、望月秀樹、水野美邦「Cre-loxPシステムを用いたα-synucleinトランスジェニックマウスの作製・解析（Generation and analysis of α-synuclein transgenic mice using a Cre/loxP system）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
16. 中村浩章、内田克哉、本間裕、佐藤靖史、小林和人、井樋慶一「マウス脳内チロシン水酸化酵素産生細胞におけるメラノコルチン受容体の発現（Expression of the melanocortin receptor (MC-R) family gene in tyrosine hydroxylase (TH)-producing neurons in the mouse brain）」第27回神経科学会・第47回神経化学会合同大会、大阪、2004年9月
17. 小林憲太、高橋将文、松下夏樹、宮崎純一、小池正人、八木沼洋行、大隅典子、貝淵弘三、小林和人「脊髄運動神経細胞の生存におけるRho GTPaseシグナル伝達系の役割」CREST/SORST joint symposium、東京、2004年10月
18. 小林和人、岡田英樹、小林憲太、松下夏樹「中脳ドーパミンニューロンに発現するGABAAおよびGABAB受容体サブユニットの同定」CREST/SORST joint symposium、東京、2004年10月

EDUCATION

他大学/研究機関での講義やセミナー
1. Dr. K. Kobayashi gave a lecture at Kobe University School of Medicine, June, 2004 (In Japanese).
2. Dr. K. Kobayashi was invited to give a seminar on “Functional dissection of the neural circuitry that mediates dopamine-dependent behavior" at Wallenberg Neuroscience Center of Lund University, Lund, Sweden, September, 2004.
3. Dr. K. Kobayashi was invited to give a seminar on “Functional dissection of the neural circuitry that mediates dopamine-induced behavior" at Rutger University, New Jersey, USA, October, 2004.

市民講座,大学以外の学校での講演など
1. 小林和人｢神経系の機能再生へのアプローチ｣第39回日本理学療法学術大会イブニングセミナー,仙台,2004年5月.

客員教授等
大学共同利用機関法人 情報･システム研究機構 国立遺伝学研究所 客員教授