種特異的な「神経幹細胞の増殖期」の時計制御のしくみ
Publicly Offered Research
| Project Area | Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation |
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| Project/Area Number |
19H04784
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
畠山 淳 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (90404350)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | 脳発生 / 霊長類 / 脳脊髄液 / 内圧 / 神経幹細胞 / 力学刺激 / 増殖制御 / 神経上皮 / 大脳 / 力学的刺激 / 増殖 / 脳サイズ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、種間の脳サイズの違いを規定する「神経幹細胞の増殖期」の種特異的な時計制御の解明を目指し、液圧、張力、押し合いの力の３つの力学的刺激の役割について検証する。まず、これらの力学的刺激が、神経幹細胞の増殖にどのような影響を与えるのか調べる。神経幹細胞の増殖に影響する力学的刺激を同定後は、力学的刺激に応答する因子の網羅的解析、発生期脳での応答因子の発現動態解析、応答因子の機能解析を行う。これらの実験より力学的刺激の重要性を検討する。さらに、脳サイズが異なる動物胚において脳圧測定や力学的刺激に対する応答因子の発現動態を調べ、力学的刺激が脳サイズと相関するのか検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、脳脊髄液によって生じる力学的刺激が神経幹細胞の増殖期の長さに影響するか検証し、「神経幹細胞の増殖期」の時計制御の機構解明を目的とする。脳脊髄液による内圧が神経上皮に対して陽圧なのかどうか検証するために、神経上皮の切り出しや神経管の開放を行い、神経上皮への影響を調べた。その結果、内圧がかからない状況になると、神経上皮の厚みやapical面の大きさが変わり、神経上皮に陽圧がかかっていることが示された。次に、熊本大学工学部の中島先生との共同研究で特殊デバイスの開発を行い、神経上皮に張力を人為的に加えたところ、神経幹細胞の増殖が促進された。一方、押し合いの力を加えるとそれが抑制された。さらに、ニワトリ胚の神経管を開放系にして内圧をリリースすると、脳発生に異常が生じ、増殖している細胞が顕著に減少し、核内Yapも減少した。次に、脳発生における張力の重要性を検証するために、張力に必須のミオシンIIの活性を阻害して張力が小さくなると、神経幹細胞の増殖が抑制された。そして、力学刺激に反応するYapの核内蓄積を阻害したところ、分化の促進が見られた。以上より、神経管内の陽圧が、神経幹細胞の増殖を促進すること、内圧が下がると分化が促進されることが示唆された。このように、脳発生における神経管の内圧の重要性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
