出生に伴う神経幹細胞形成機構の解明-神経幹細胞の突起と血管との接着に着目して-

• Project/Area Number: 23K06321
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48010:Anatomy-related
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 竹村 晶子 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (70647049)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 神経幹細胞 / SBF-SEM / 早産 / 発達 / 神経新生 / 放射状グリア

Outline of Research at the Start

まず、放射状グリア細胞が神経幹細胞へ形態変化する分子メカニズムを解明する。次に、透明化（Clarity）や三次元電子顕微鏡技術（SBF-SEM）により、正期産と予定日より早く出産させた早産マウスの神経幹細胞の微細形態を比較する。最後に、シングルセルRNA-seq データに基づいて、早産マウスの神経幹細胞形態異常を分子操作により改善する。これらの研究によって、生後の神経幹細胞形成機構を明らかにするとともに、早産などで生じる発達障害の病態解明・治療開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

近年、ヒト新生児期の脳でも新しいニューロンが神経幹細胞から継続的に作られていることが明らかになった。正常な脳発達において新生児期のニューロン新生が重要な役割を担っていると考えられる。側脳室の外側壁（脳室下帯）には、生後もニューロンを産生する神経幹細胞が存在する。本研究課題は、マウスの生後の神経幹細胞の形成メカニズム解明を目的としている。
2023年度は、主に以下のような成果が得られた。1) 三次元電子顕微鏡技術（SBF-SEM）により、young adultマウスの脳室下帯画像を撮像して２次元の連続断層像を獲得し、３次元構造を再構成した。そして、複数の神経幹細胞の立体微細形態を明らかにした。2) in utero electropolation法により蛍光タンパクを発現させて可視化し、神経幹細胞を可視化した。そして、生後の神経幹細胞形成過程をライブイメージングで観察した。各種阻害剤を添加し、生後の神経幹細胞形成に影響を与える阻害剤を同定した。3)シングルセルRNA-seqデータに用いて、生後の神経幹細胞形成に重要な因子の候補を絞った。また、早産が神経幹細胞の形態形成に影響を与えていることを示唆するデータを得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本課題で計画していた三次元電子顕微鏡技術（SBF-SEM）を用いた生後の神経幹細胞の形態ついての研究が大きく進展した。当初計画と多少前後はあるものの、量的に順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

ライブイメージングでは、血管に蛍光タンパクを発するマウスで神経幹細胞を可視化することで、血管と神経幹細胞の関係性についてスライス培養下で観察する。
遺伝子改変マウスを用いて生後の神経幹細胞形成に重要な因子の候補の発現を操作し、生後の神経幹細胞形成を左右する因子を突き止める。