Elucidation of signaling pathways involved in fetal abnormal cortical folding using ferrets.

• Project/Area Number: 20K16849
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Mizuguchi Keishi 金沢大学, 附属病院, 臨床検査技師 (40844345)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: 大脳皮質 / 胎児脳回形成異常 / フェレット

Outline of Research at the Start

大脳皮質は高次脳機能の中枢であり、脳神経系のなかでも特に重要である。高等哺乳動物の大脳皮質は肥大化しており、また表面にはシワ(脳回)が存在するなど発達しており、高次脳機能の基盤となっている。我々の研究室では、最近、発達した大脳皮質を持つ哺乳動物フェレットを用いて、脳回形成にFGFシグナルが重要であることを世界に先駆けて見出した。そこで本研究ではフェレットとFGFを突破口として、高等哺乳動物に特徴的な大脳皮質の特性やその異常疾患病態の解明を行う。

Outline of Final Research Achievements

We have uncovered that FGF signals are important for the formation of cortical folds using ferrets, which are carnivorous mammals with well-developed brains. In this study, we investigated the features of the cerebral cortex characteristic to higher mammals and pathophysiological mechanisms of brain diseases using ferrets and FGF signaling. Sections of the ferret cerebral cortex were prepared and analyzed using immunohistochemical staining and in situ hybridization. We found that oRG neural progenitor cells and astrocytes were markedly increased by the activation of FGF signaling.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大脳皮質は高次脳機能の中枢であり、脳神経系のなかでも特に重要である。高等哺乳動物の大脳皮質は肥大化しており、また表面にはシワ(脳回)が存在するなど発達しており、高次脳機能の基盤となっている。我々の研究室では、発達した大脳を持つ哺乳動物フェレットに着目して、フェレットの大脳皮質での遺伝子操作技術を子宮内電気穿孔法やゲノム編集技術を用いて独自に確立してきた。これらの技術的優位性を生かして、脳回形成にFGFシグナルが重要であることを世界に先駆けて見出してきた。本研究の成果は脳回形成に重要なシグナルを明らかにしたものであり、さらにフェレットが発達した大脳の研究に有用であることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Olfactory dysfunction in LATY136F knock-in mice (2022)
  • Author(s): Kaneda Misako、Yagi-Nakanishi Sayaka、Ozaki Fumi、Kondo Satoru、Mizuguchi Keishi、Kawano Mitsuhiro、Malissen Marie、Malissen Bernard、Yamada Kazunori、Yoshizaki Tomokazu
  • Journal Title: Auris Nasus Larynx Volume: 49 Issue: 2 Pages: 209-214
  • DOI: 10.1016/j.anl.2021.07.009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] BMP signaling alters aquaporin-4 expression in the mouse cerebral cortex (2021)
  • Author(s): Morita K., Matsumoto N., Saito K., Hamabe-Horiike T., Mizuguchi K., Shinmyo Y. and Kawasaki H.
  • Journal Title: Scientific Reports
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tertiary lymphoid tissue in early‐stage IgG4-related tubulointerstitial nephritis incidentally detected with a tumor lesion of the ureteropelvic junction: a case report (2021)
  • Author(s): Miyanaga Tatsuhito、Mizuguchi Keishi、Hara Satoshi、Zoshima Takeshi、Inoue Dai、Nishioka Ryo、Mizushima Ichiro、Ito Kiyoaki、Fuji Hiroshi、Yamada Kazunori、Sato Yuki、Yanagita Motoko、Kawano Mitsuhiro
  • Journal Title: BMC Nephrology Volume: 22 Issue: 1 Pages: 34-34
  • DOI: 10.1186/s12882-021-02240-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The pronounced lung lesions developing in LATY136F knock-in mice mimic human IgG4-related lung disease (2021)
  • Author(s): Waseda Y, Yamada K, Mizuguchi K, Ito K, Watanabe S, Zuka M, Ishizuka T, Malissen M, Malissen B, Kawano M, Matsui S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: Mar 4; 16 (3) Issue: 3 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0247173
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ANCA-associated nephritis without crescent formation has atypical clinicopathological features: a multicenter retrospective study. (2020)
  • Author(s): Zoshima T, Suzuki K, Suzuki F., Hara S., Mizuguchi K., Ito K., Mizushima I., Fujii H., Nomura H., Kawano M.
  • Journal Title: Clinical and Experimental Nephrology Volume: 24 Issue: 11 Pages: 999-1006
  • DOI: 10.1007/s10157-020-01925-5
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 当院における呼吸器領域のROSEの現状 (2023)
  • Author(s): 酒野香織、水口敬司、嶋口智恵、下田翼、藤田一希、森龍也、林万葉、岡室茉理恵、伊藤歩美、垣内寿枝子、阪口真希、吉村かおり、中田聡子、池田博子
  • Organizer: 第39回石川県臨床細胞学会
• [Presentation] 高等哺乳動物を用いた新規膠芽腫モデル (2022)
  • Author(s): 水口敬司、齋藤健吾、堀池俊秀、亀谷匠郁、新明洋平、池田博子、中田光俊、河崎洋志
  • Organizer: 第22回日本分子脳神経外科学会
• [Presentation] 細胞診材料の固定条件におけるDNA品質の検討 (2022)
  • Author(s): 森龍也、水口敬司、嶋口智恵、酒野香織、下田翼、藤田一希、林万葉、岡室茉理恵、中田聡子、吉村かおり、阪口真希、野島孝之、池田博子
  • Organizer: 第38回石川県臨床細胞学会
• [Presentation] 尿細胞診におけるフラクタル解析の有用性 (2022)
  • Author(s): 下田翼、水口敬司、嶋口智恵、酒野香織、森龍也、中田聡子、野島孝之、池田博子
  • Organizer: 第63回日本臨床細胞学会総会
• [Presentation] 尿細胞診におけるフラクタル解析の有用性 (2022)
  • Author(s): 下田翼、水口敬司、嶋口智恵、酒野香織、藤田一希、森龍也、阪口真希、吉村かおり、中田聡子、池田博子
  • Organizer: 第61回日本臨床細胞学会秋期大会
• [Presentation] 胸水細胞診材料で転移を推定し得た尿路上皮癌の１例 (2022)
  • Author(s): 森龍也、水口敬司、嶋口智恵、酒野香織、下田翼、藤田一希、阪口真希、吉村かおり、中田聡子、池田博子
  • Organizer: 第61回日本臨床細胞学会秋期大会
• [Presentation] 膵胆管領域のIgG4関連疾患における細胞診の可能性 (2021)
  • Author(s): 水口敬司
  • Organizer: 第60回日本臨床細胞学会秋期大会
• [Presentation] 胆管狭窄における炎症性疾患の細胞像. (2020)
  • Author(s): 水口 敬司
  • Organizer: 第59回日本臨床細胞学会秋期大会
  • Invited
• [Remarks] 金沢大学医学系脳神経医学研究分野
  • URL: http://square.umin.ac.jp/top/kawasaki-lab/
• [Remarks] 河崎研究室
  • URL: http://square.umin.ac.jp/top/kawasaki-lab/