花嶋 かりな (ハナシマ カリナ)

写真a

所属

教育・総合科学学術院 教育学部

職名

教授

ホームページ

https://hanashima-lab.wixsite.com/waseda

プロフィール

早稲田大学大学院理工学研究科修了
Memorial Sloan Kettering Cancer Center 研究員
Skirball Institute of Biomolecular Medicine 研究員
独立行政法人理化学研究所 大脳皮質発生研究チーム チームリーダー
神戸大学大学院理学研究科 客員准教授
早稲田大学 教育・総合科学学術院 先進理工学研究科 准教授

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学位 【 表示 / 非表示

  • 早稲田大学   博士 (理学)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年04月
    -
    継続中

    早稲田大学   教育・総合科学学術院 先進理工学研究科   准教授

  • 2014年04月
    -
    2018年03月

    神戸大学医学部   School of Medicine   非常勤講師 科目:組織学各論

  • 2014年11月
    -
    2017年03月

    独立行政法人理化学研究所   多細胞システム形式研究センター   チームリーダー

  • 2008年10月
    -
    2017年03月

    神戸大学大学院   理学研究科生物学専攻   准教授 (兼任)

  • 2015年04月
    -
    2016年03月

    大阪大学基礎工学部   School of Engineering Science Direct Affiliates   非常勤講師 科目:発生神経生物学

全件表示 >>

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    日本分子生物学会

  •  
     
     

    日本神経科学学会

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 神経科学一般   発生生物学、神経科学

  • 神経科学一般   発生生物学、神経科学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 包括脳ネットワーク

論文 【 表示 / 非表示

  • Transcription and Beyond: Delineating FOXG1 Function in Cortical Development and Disorders.

    Pei-Shan Hou, Darren Ó hAilín, Tanja Vogel, Carina Hanashima

    Frontiers in cellular neuroscience   14   35 - 35  2020年  [査読有り]  [国際誌]

     概要を見る

    Forkhead Box G1 (FOXG1) is a member of the Forkhead family of genes with non-redundant roles in brain development, where alteration of this gene's expression significantly affects the formation and function of the mammalian cerebral cortex. FOXG1 haploinsufficiency in humans is associated with prominent differences in brain size and impaired intellectual development noticeable in early childhood, while homozygous mutations are typically fatal. As such, FOXG1 has been implicated in a wide spectrum of congenital brain disorders, including the congenital variant of Rett syndrome, infantile spasms, microcephaly, autism spectrum disorder (ASD) and schizophrenia. Recent technological advances have yielded greater insight into phenotypic variations observed in FOXG1 syndrome, molecular mechanisms underlying pathogenesis of the disease, and multifaceted roles of FOXG1 expression. In this review, we explore the emerging mechanisms of FOXG1 in a range of transcriptional to posttranscriptional events in order to evolve our current view of how a single transcription factor governs the assembly of an elaborate cortical circuit responsible for higher cognitive functions and neurological disorders.

    DOI PubMed

  • RECK in Neural Precursor Cells Plays a Critical Role in Mouse Forebrain Angiogenesis.

    Huiping Li, Takao Miki, Glícia Maria de Almeida, Carina Hanashima, Tomoko Matsuzaki, Calvin J Kuo, Naoki Watanabe, Makoto Noda

    iScience   19   559 - 571  2019年09月  [査読有り]  [国際誌]

     概要を見る

    RECK in neural precursor cells (NPCs) was previously found to support Notch-dependent neurogenesis in mice. On the other hand, recent studies implicate RECK in endothelial cells (ECs) in WNT7-triggered canonical WNT signaling essential for brain angiogenesis. Here we report that RECK in NPCs is also critical for brain angiogenesis. When Reck is inactivated in Foxg1-positive NPCs, mice die shortly after birth with hemorrhage in the forebrain, with angiogenic sprouts stalling at the periphery and forming abnormal aggregates reminiscent of those in EC-selective Reck knockout mice and Wnt7a/b-deficient mice. The hemorrhage can be pharmacologically suppressed by lithium chloride. An effect of RECK in WNT7-producing cells to enhance canonical WNT-signaling in reporter cells is detectable in mixed culture but not with conditioned medium. Our findings suggest that NPC-expressed RECK has a non-cell-autonomous function to promote forebrain angiogenesis through contact-dependent enhancement of WNT signaling in ECs, implying possible involvement of RECK in neurovascular coupling.

    DOI PubMed

  • Sensory cortex wiring requires preselection of short- and long-range projection neurons through an Egr-Foxg1-COUP-TFI network.

    Pei-Shan Hou, Goichi Miyoshi, Carina Hanashima

    Nature communications   10 ( 1 ) 3581 - 3581  2019年08月  [査読有り]  [国際誌]

     概要を見る

    The bimodal requisite for a genetic program and external stimuli is a key feature of sensory circuit formation. However, the contribution of cell-intrinsic codes to directing sensory-specific circuits remains unknown. Here, we identify the earliest molecular program that preselects projection neuron types in the sensory neocortex. Mechanistically, Foxg1 binds to an H3K4me1-enriched enhancer site to repress COUP-TFI, where ectopic acquisition of Foxg1 in layer 4 cells transforms local projection neurons to callosal projection neurons with pyramidal morphologies. Removal of Foxg1 in long-range projection neurons, in turn, derepresses COUP-TFI and activates a layer 4 neuron-specific program. The earliest segregation of projection subtypes is achieved through repression of Foxg1 in layer 4 precursors by early growth response genes, the major targets of the transforming growth factor-β signaling pathway. These findings describe the earliest cortex-intrinsic program that restricts neuronal connectivity in sensory circuits, a fundamental step towards the acquisition of mammalian perceptual behavior.

    DOI PubMed

  • Diencephalic progenitors contribute to the posterior septum through rostral migration along the hippocampal axonal pathway.

    Keisuke Watanabe, Koichiro Irie, Carina Hanashima, Hirohide Takebayashi, Noboru Sato

    Scientific reports   8 ( 1 ) 11728 - 11728  2018年08月  [査読有り]  [国際誌]

     概要を見る

    Septal nuclei are telencephalic structures associated with a variety of brain functions as part of the limbic system. The two posterior septal nuclei, the triangular septal nucleus (TS) and the bed nuclei of the anterior commissure (BAC), are involved in fear and anxiety through their projections to the medial habenular nucleus. However, the development of both the TS and BAC remains unclear. Here, we found a novel caudal origin and putative migratory stream of mouse posterior septal neurons arising from the thalamic eminence (TE), a transient developmental structure at the rostral end of the rodent diencephalon. TE-derived cells, which have glutamatergic identity, migrated rostrally and entered the telencephalic territory by passing beneath the third ventricle. Subsequently, they turned dorsally toward the posterior septum. We also observed that TS and BAC neurons in the postnatal septum were labeled with GFP by in utero electroporation into the TE, suggesting a shared origin. Furthermore, TE-derived septal neurons migrated along the fornix, an efferent pathway from the hippocampus. These results demonstrate that posterior septal neurons have a distinct extratelencephalic origin from other septal nuclei. This heterogeneous origin may contribute to neuronal diversity of the septal nuclear complex.

    DOI PubMed

  • Evolutionary conservation and conversion of Foxg1 function in brain development.

    Takuma Kumamoto, Carina Hanashima

    Development, growth & differentiation   59 ( 4 ) 258 - 269  2017年05月  [査読有り]  [国内誌]

     概要を見る

    Among the forkhead box protein family, Foxg1 is a unique transcription factor that plays pleiotropic and non-redundant roles in vertebrate brain development. The emergence of the telencephalon at the rostral end of the neural tube and its subsequent expansion that is mediated by Foxg1 was a key reason for the vertebrate brain to acquire higher order information processing, where Foxg1 is repetitively used in the sequential events of telencephalic development to control multi-steps of brain circuit formation ranging from cell cycle control to neuronal differentiation in a clade- and species-specific manner. The objective of this review is to discuss how the evolutionary changes in cis- and trans-regulatory network that is mediated by a single transcription factor has contributed to determining the fundamental vertebrate brain structure and its divergent roles in instructing species-specific neuronal circuitry and functional specialization.

    DOI PubMed

全件表示 >>

書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 大脳皮質ニューロンの運命決定機構 –時空間制御によるニューロン産生のメカニズム–

    花嶋かりな( 担当: 単著)

    医学のあゆみ. 251, 1123-1128.  2014年

  • 「ROBO」 脳科学辞典 脳科学辞典編集委員会編.

    花嶋かりな, 権田裕子( 担当: 共著)

    2012年

  • Symmetric versus asymmeteric cell division of the cortex.

    Fishell G, Hanashima C( 担当: 共著,  担当範囲: 785-791.)

    In Encyclopedia of Neuroscience, L. Squire (Ed.)  2009年

  • 大脳皮質ニューロンの運命決定機構.「神経回路の制御と脳機能発現の メカニズム」.

    花嶋かりな( 担当: 単著)

    実験医学・増刊号 137: 1832-1838  2008年

Misc 【 表示 / 非表示

  • Foxg1 coordinates the early transition of temporal cell identity in the cerebral cortex

    Takuma Kumamoto, Ken-ichi Toma, Gunadi, Bin Chen, Carina Hanashima

    INTERNATIONAL JOURNAL OF DEVELOPMENTAL NEUROSCIENCE   30 ( 8 ) 679 - 679  2012年12月

    研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI

  • Foxg1 coordinates the timing of projection neuron production in the cerebral cortex

    Carina Hanashima, Takuma Kumamoto, Ken-ichi Touma

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E227 - E227  2011年

    研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI

  • Molecular mechanisms of upper-layer neuron specification in mouse neocortex

    Ken-ichi Toma, Yuko Gonda, Ken-ichi Mizutani, Carina Hanashima

    NEUROSCIENCE RESEARCH   71   E330 - E330  2011年

    研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI

  • Foxg1 regulates the onset of projection neuron production in the neocortex

    Takuma Kumamoto, Gunadi Gunadi, Ken-ichi Mizutani, Carina Hanashima

    NEUROSCIENCE RESEARCH   68   E370 - E370  2010年

    研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI

  • Robo1 regulates the morphological development of pyramidal neurons in the mouse neocortex

    Yuko Gonda, Masayuki Sekiguchi, Hidenori Tabata, Takashi Namba, Keiji Wada, Kazunori Nakajima, Carina Hanashima, Shigeo Uchino, Shinichi Kohsaka

    NEUROSCIENCE RESEARCH   68   E63 - E63  2010年

    研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

    DOI

全件表示 >>

受賞 【 表示 / 非表示

  • Poster Award

    2012年10月   Asia-Pacific Developmental Biology Conference APDBC   Foxg1 Coordinates the Switch from Non-Radially to Radially Migrating Glutamatergic Subtypes in the Neocortex through Spatiotemporal Repression.  

    受賞者: Kumamoto T, Toma K, Gunadi, McKenna W, Chen B, Hanashima C

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 細胞間情報伝達を介した発生時間制御機構

    研究期間:

    2016年
    -
    2020年
     

    花嶋かりな

    担当区分: 研究代表者

  • 初期ニューロンを介した大脳新皮質構築機構の解明

    研究期間:

    2016年
    -
    2018年
     

    花嶋かりな

    担当区分: 研究代表者

  • 順行性ウイルスベクターを用いた近く神経回路形成機構の解析

    研究期間:

    2016年
    -
    2017年
     

    花嶋かりな

    担当区分: 研究代表者

  • 大脳皮質上層ニューロンの分化決定機構の解明

    研究期間:

    2013年
    -
    2014年
     

    花嶋かりな

    担当区分: 研究代表者

  • 大脳皮質神経細胞の運命決定機構の解明

    研究期間:

    2012年
    -
    2014年
     

    花嶋かりな

    担当区分: 研究代表者

全件表示 >>

講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Establishing neuronal identity in the cerebral cortex.

    花嶋かりな  [招待有り]

    Volga Neuroscience Meeting  

    発表年月: 2016年07月

  • Mechanisms that establish neuronal identity in the cerebral cortex.

    花嶋かりな

    3rd International Symposium on ‘Neocortical Organization  

    発表年月: 2016年02月

  • A two-step regulatory mechanism determine the timing of upper-layer neurogenesiss in the cerebral cortex.

    當麻憲一, 隈元拓馬, 花嶋かりな

    Neuroscience2015 第38回日本神経科学大会  

    発表年月: 2015年07月

  • Integrative mechanisms of layer IV neuron development in the neocortex.(大脳新皮質第四層ニューロンの分化機構)

    王天成, 當麻憲一, 花嶋かりな

    Neuroscience2015第38回日本神経科学大会  

    発表年月: 2015年07月

  • Neuronal fate specification in establishing the neocortex. Symposium on ‘Vertebrate brains: Structure, Function and Evolution’

    花嶋かりな  [招待有り]

    The 48th Annual Meeting of the Japan Society of Developmental Biologists.  

    発表年月: 2015年06月

全件表示 >>

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 大脳皮質知覚神経回路形成における領野の階層決定機構

    2018年  

     概要を見る

    大脳皮質は共通の投射標的をもつ6層のニューロンを領野ごとに修飾し、複雑かつ秩序だった3次元の神経回路をつくることで、視覚や体性感覚などの高度な情報処理を担っている。知覚神経回路の形成には細胞内の遺伝子プログラムと末梢感覚器官からの神経入力が必要であると考えられているが、双方の寄与については未だ不明な点が多く残されている。これらの背景をふまえ、本課題では大脳皮質の領野特異的なニューロンの分化を制御する内因性・外因性機構に焦点をあてることで知覚神経回路が構築されるメカニズムを明らかにすることを目的としている。具体的に大脳皮質神経幹細胞が増殖期から分化期に移行するタイミングで一過的に発現上昇するbHLH遺伝子に着目し、時系列の異なる細胞群の抽出を行うために誘導型Cre組み換え酵素のノックインマウスを用い、Creの時期特異的活性化による層特異的ニューロンの標識手法を確立した。特に同一時間に生み出されるニューロンの動態を可視化することで、細胞移動から樹状突起形成までの過程を四次元的に捉え、これまで関連性が不明であった胎生期における神経前駆細胞と分化後の領野特性の発現を直接的に検証することが可能となった。さらに知覚神経回路において感覚入力を担う層ニューロンの分化を制御する転写制御ネットワークを同定し、内因性プログラムによる層および領域特異的なニューロンの分化および統合を制御する分子群を同定した。これら一連の遺伝学的アプローチおよび細胞系譜解析により、同一時間に生み出されるニューロンのダイナミクス、細胞特性、領野の統合パターンを解析することで、大脳皮質領野の階層決定機構の一端が明らかになった。

  • 大脳皮質領野の境界形成メカニズム

    2017年  

     概要を見る

    哺乳類特有の脳組織である大脳新皮質は高度な知覚や随意運動を担い、ヒトの精神活動の基盤をなしている。本研究では哺乳類間で高度に保存された運動野と体性感覚野の境界に焦点をあてて、第4層ニューロンの分化と統合ダイナミクスを解析することで、大脳皮質領野の形成機構を明らかにすることを目的とした。これまで最初に誕生するカハールレチウス細胞から第5/6層の深層ニューロンへの産生切り替えを担う転写因子Foxg1が、大脳皮質形成後期の上層ニューロンにおいてCOUP-TF遺伝子と相補的な発現を示すことを見出した。さらにトランスクリプトームとChIP-Seq解析により、Foxg1とCOUP-TF間の相互作用が大脳皮質の第4層ニューロンの分化決定を制御している可能性を見出した。これらの知見を生体内で検証するために、ノックアウトマウス系統を用いたFoxg1 - COUP-TF1の動態解析、機能獲得および機能喪失実験を行ったところ、両者の相補的な発現が第4層のニューロンの分化を規定していることを明らかにした。

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

全件表示 >>

担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • Master's Thesis (Department of Interfrative Bioscience and Biomedecal Engineering)

    早稲田大学大学院先進理工学研究科  

  • Developmental Biology

    早稲田大学大学院先進理工学研究科  

  • 修士論文(生命理工)

    早稲田大学大学院先進理工学研究科  

  • Integrative Biocince and Biomedical Engineering B

    早稲田大学大学院先進理工学研究科  

  • Research on Developmental Biology

    早稲田大学大学院先進理工学研究科  

全件表示 >>

 

社会貢献活動 【 表示 / 非表示

  • CDB学生主催セミナー

    理化学研究所 

    2012年
    -
    2017年03月

  • RIKEN Joint Retreat オーガナイザー

    2011年
    -
    2017年

  • Editorial Board

    Frontiers in Neuroscience 

    2016年11月
    -
     

  • Senior Editor

    Brain Research 

    2016年03月
    -
     

  • International Advisory Board

    Journal of the Medical Sciences 

    2015年11月
    -
     

全件表示 >>