Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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。
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。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results)
Frontiers in Cell and Developmental Biology
Volume: 9 Pages: 632381-632381
10.3389/fcell.2021.632381
Science Translational Medicine
Volume: 13 Issue: 587 Pages: 7896-7896
10.1126/scitranslmed.aay7896
Medical Science Digest
Volume: 46 Pages: 658-661
Cerebral Cortex
Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 3725-3737
10.1093/cercor/bhy252
