生後の脳内を移動する新生ニューロンの発生時計を止める微小環境

• Project Area: Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation
• Project/Area Number: 19H04785
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 澤本 和延 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90282350)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥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)
• Keywords: 神経科学 / 発生生物学 / 細胞移動 / 細胞分化

Outline of Research at the Start

発生期の脳において、ニューロンの移動・成熟過程は、自身に備わった「発生時計」と「場」の連携に従って進行する。成体脳では、大部分の部位で新しいニューロンの産生は終了しているが、脳室下帯と呼ばれる部位には神経幹細胞が残存しており、この幹細胞から産生された未熟なニューロンが、他の種類の細胞（アストロサイト）が形成するトンネル（RMS）を通って、長距離を移動し、目的地に到達する。本研究では、このトンネルの「場」が新生ニューロンの「発生時計」を止め、細胞の移動能力を維持させるしくみを研究する。

Outline of Annual Research Achievements

発生期の脳において、ニューロンの移動・成熟過程は、自身に備わった「発生時計」と「場」の連携に従って進行する。成体脳では、多くの脳領域で細胞構築が終了しているが、脳室下帯の神経幹細胞から産生された未熟な新生ニューロンは、アストロサイトが形成するトンネル（rostral migratory stream: RMS）を通って、長距離を嗅球まで移動する。
前年度までに本研究者らは、脳室下帯から脳内の移動経路（RMS）を通って嗅球に到達した細胞をドナーマウスから採取し、新生仔レシピエントマウスの脳室下帯へ移植して戻すと、もう一度同じ経路を通って嗅球まで到達することを確認した。このことから、RMSという「場」が、新生ニューロンの「発生時計」を止めて、未分化性を保ったまま細胞の移動能力を維持させる性質を有することが示唆された。
そこで本年度は、この実験を成体マウスを用いて行い、移植された細胞を詳細に解析した。新生ニューロンに緑色蛍光タンパク質（green fluorescent protein: GFP）を発現するトランスジェニックマウス（Dcx-GFPマウス）の新生仔をドナーとして用い、その脳の様々な場所から細胞を微細なメスを用いて別々に採取した。それらの細胞を、成体マウスの脳室下帯に移植し、各々の細胞の移動能力を調べた。脳を固定し、切片を作製して、GFP陽性細胞の分布を顕微鏡で観察し、定量的に解析したところ、成体脳のRMSという環境が、新生仔と同様に細胞の移動能力を維持する性質を有することが明らかになった。
これらの結果は、成体脳のRMSという環境が、新生ニューロンに移動能力を維持させる特殊な性質を有している可能性を示唆している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] バレンシア大学(スペイン)
• [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [Int'l Joint Research] バレンシア大学(スペイン)
• [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [Journal Article] Dysfunction of the proteoglycan Tsukushi causes hydrocephalus through altered neurogenesis in the subventricular zone in mice (2021)
  • Author(s): Ito Naofumi、(24/28)
  • Journal Title: Science Translational Medicine Volume: 13 Issue: 587 Pages: 7896-7896
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.aay7896
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Metabolic fingerprints of fear memory consolidation during sleep (2021)
  • Author(s): Koyanagi I, Sonomura K, Naoi T, Ohnishi T, Kaneko N, Sawamoto K, Sato TA, Sakaguchi M
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 14 Issue: 1 Pages: 30-30
  • DOI: 10.1186/s13041-021-00733-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Postnatal neuronal migration in health and disease (2021)
  • Author(s): Nakajima C, Sawada M, Sawamoto K
  • Journal Title: Current Opinion in Neurobiology Volume: 66 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.conb.2020.06.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 成体脳における新生ニューロンの移動メカニズムと治療応用 (2021)
  • Author(s): 宮本拓哉, 金子奈穂子，澤本和延
  • Journal Title: BIO Clinica Volume: 36 Pages: 192-196
• [Journal Article] In vitro Time-lapse Imaging of Primary Cilium in Migrating Neuroblasts (2020)
  • Author(s): Sawada M, Matsumoto M, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Takeda S, Sawamoto K
  • Journal Title: Bio-protocol Volume: 10 Issue: 22 Pages: 1-17
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.3823
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sparse activity of hippocampal adult-born neurons during REM sleep is necessary for memory consolidation (2020)
  • Author(s): Kumar D, Koyanagi I, Carrier-Ruiz A, Vergara P, Srinivasan S, Sugaya Y, Kasuya M, Yu TS, Vogt K, Muratani M, Ohnishi T, Singh S, Teixeira CM, Cherasse Y, Naoi T, Wang Y, Nondhalee P, Osman BAH, Kaneko N, Sawamoto K, Kernie SG, Sakurai T, McHugh TJ, Kano M, Yanagisawa M, Sakaguchi M
  • Journal Title: Neuron Volume: 107 Issue: 3 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2020.05.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of interferon-alpha on hippocampal neurogenesis and behavior in common marmosets (2020)
  • Author(s): Kaneko N, Nakamura S, Sawamoto K
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 13 Issue: 1 Pages: 98-98
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00639-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neurogenesis and neuronal migration in the postnatal ventricular-subventricular zone:similarities and dissimilarities between rodents and primates (2020)
  • Author(s): Akter M, Kaneko N, Sawamoto K
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: S0168-0102 Pages: 30379-5
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.06.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 最先端形態学・シングルセル遺伝子発現解析による生後脳のニューロン移動機構の解明 (2020)
  • Author(s): 中嶋智佳子, 澤本和延
  • Journal Title: 月刊「細胞」 Volume: 52 Pages: 52-54
• [Journal Article] Dynamic Changes in the Neurogenic Potential in the Ventricular-Subventricular Zone of Common Marmoset during Postnatal Brain Development (2020)
  • Author(s): Akter M, Kaneko N, Herranz-Perez V, Nakamura S, Oishi H, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Journal Title: Cerebral Cortex Volume: なし Issue: 7 Pages: 4092-4109
  • DOI: 10.1093/cercor/bhaa031
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dynamic Changes in Ultrastructure of the Primary Cilium in Migrating Neuroblasts in the Postnatal Brain (2019)
  • Author(s): Matsumoto Mami、Sawada Masato、Garcia-Gonzalez Diego、Herranz-Perez Vicente、Ogino Takashi、Bang Nguyen Huy、Quynh Thai Truc、Narita Keishi、Kumamoto Natsuko、Ugawa Shinya、Saito Yumiko、Takeda Sen、Kaneko Naoko、Khodosevich Konstantin、Monyer Hannah、Garcia-Verdugo Jose Manuel、Ohno Nobuhiko、Sawamoto Kazunobu
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 39 Issue: 50 Pages: 9967-9988
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1503-19.2019
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Blood vessels as a scaffold for neuronal migration. (2019)
  • Author(s): Fujioka T, Kaneko N, Sawamoto K.
  • Journal Title: Neurochemistry International Volume: 126 Pages: 69-73
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2019.03.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生後脳におけるニューロン移動の調節機構 (2019)
  • Author(s): 澤田雅人, 澤本和延
  • Journal Title: 生化学 Volume: 91 Pages: 178-190
  • NAID: 40021942468
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生後脳における新生ニューロンの移動維持・停止機構 (2021)
  • Author(s): 澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [Presentation] 成体海馬ニューロン新生に着目した痛みの慢性化を引き起こす中枢神経回路の解明 (2021)
  • Author(s): 宮本 啓補、澤田 雅人、山﨑 久朗、梅澤 直、樋口 恒彦、粂 和彦、澤本 和延、大澤 匡弘
  • Organizer: 第141回日本薬学会年会
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生低下のメカニズム (2021)
  • Author(s): 中村泰久、川瀬恒哉、澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 成体脳のニューロン新生懇談会
• [Presentation] 新生仔脳傷害モデルマウスの歩行機能獲得過程におけるリハビリテーションの効果 (2020)
  • Author(s): 伊藤 晃、坪井義晃、澤田 雅人、澤本 和延
  • Organizer: 第25回日本基礎理学療法学会学術大会
• [Presentation] 成体脳でのFynによるニューロブラスト間接着調整機構 (2020)
  • Author(s): 藤掛数馬、澤田雅人、匹田貴夫、瀬戸弥生、金子奈穂子、Vicente Herranz-Perez、土肥名月、本間夏美、大佐賀智、柳川右千夫、赤池敏弘、Jose Manuel Garcia-Verdugo、服部光治、祖父江和哉、澤本和延
  • Organizer: 第71回名古屋市立大学医学会総会
• [Presentation] 三次元電顕技術による神経再生メカニズムの解明 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 公益社団法人日本顕微鏡学会第63回シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 脳疾患後の再生過程におけるニューロンの移動機構とその操作技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第63回日本脳循環代謝学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 成体脳を移動する新生ニューロンにおける成長円錐の形態と動態 (2020)
  • Author(s): Takagi Y, Sawada M, Nakajima C, Matsumoto M, Ohno N, Igarashi M, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] ミクログリアによる死細胞の貪食は嗅球ニューロンのターンオーバーを調節する (2020)
  • Author(s): Ishido Y, Sawada M, Kurematsu C, Oishi H, Ohmuraya M, Nagata S, Asano K, Tanaka M, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生の低下 (2020)
  • Author(s): Gokenya S, Kawase K, Ito A, Sawada M, Iwata O, Saitoh S, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] 脳細胞の移動・再生を促進する技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 次世代医療システム産業化フォーラム
  • Invited
• [Presentation] 脳梗塞後の脳内における新生ニューロンの配置制御と神経機能再生 (2020)
  • Author(s): 金子奈穂子, 澤本和延
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会
• [Presentation] 移動するニューロンにおける成長円錐の構造と動態 (2020)
  • Author(s): 澤田 雅人, 松本 真実, 大野 伸彦, 五十嵐 道弘, 澤本 和延
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会
• [Presentation] Spatiotemporal regulation of primary cilium in migrating neuroblasts in the adult brain (2020)
  • Author(s): Matsumoto M, Sawada M, Garcia-Gonzalez D, Herranz-Perez V, Ogino T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Saito Y, Takeda S, Kaneko N, Khodosevich K, Monyer H, Garcia-Verdugo JM, Ohno N, Sawamoto K
  • Organizer: 第16回成体脳ニューロン新生懇談会
• [Presentation] Dynamics of primary cilium in migrating new neurons in the adult brain (2020)
  • Author(s): Matsumoto M, Sawada M, Garcia-Gonzalez D, Herranz-Perez V, Ogino T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Saito Y, Takeda S, Kaneko N, Khodosevich K, Monyer H, Garcia-Verdugo JM, Ohno N, Sawamoto K
  • Organizer: ABiS Symposium Forefront and Future of Electron Microscopic Imaging
• [Presentation] 脳細胞の移動・再生機構とその操作技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: ニューロカンファレンス和歌山
  • Invited
• [Presentation] Neuronal migration for development, maintenance and repair of the postnatal brain (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: New Frontier in Neuroscience 2020
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Neuronal migration: strategies for development, maintenance and repair of the postnatal brain (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: Cell Biology, Developmental Biology, and Systems Biology Course Meeting
  • Invited
• [Presentation] 生後脳におけるニューロン新生・再配置 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 新生児脳に内在する神経再生機構 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第64回日本新生児生育医学会学術集会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] New neurons migrate through the glial meshwork using slit1 to approach the lesion for functional recovery (2019)
  • Author(s): Kaneko N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Nguyen HB, Thai TQ, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Organizer: Neuroscience2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 神経再生過程における細胞形態・接着の制御 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第60回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • Invited
• [Presentation] New neurons reach and regenerate stroke-injured brain tissue by clearing a path through glia (2019)
  • Author(s): Kanek N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Organizer: ISN-ASN Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 坐骨神経傷害後のシュワン細胞遊走におけるSlit-Roboシグナルの機能 (2019)
  • Author(s): 齋藤 瑳智子, 齋藤 志郎, 岩田 英敏, 福冨 妃菜, 金子 奈穂子, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] 成体脳内を移動する新生ニューロンにおける一次繊毛の時空間的な動態 (2019)
  • Author(s): 松本 真実, 澤田 雅人, Nguyen Bang Huy, Herranz-Perez Vicente, Thai Quynh Truc, 成田 啓之, 熊本 奈都子, 鵜川 眞也, 斎藤 祐見子, 竹田 扇, 金子 奈穂子, Garcia-Verdugo Jose Manue, 大野 伸彦, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] 成体嗅球の新生ニューロン移動における血流の役割 (2019)
  • Author(s): 荻野 崇, 澤田 雅人, 稲田 浩之, 金子 奈穂子, 鍋倉 淳一, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] Microenvironment supporting long-distance neuronal migration in the postnatal brain (2019)
  • Author(s): Sawada M, Huang SH, Sawamoto K
  • Organizer: 第4回領域班会議(新学術領域 発生時計 影山班)
• [Presentation] グリアの形態調節によるニューロンの移動・再生促進 (2019)
  • Author(s): 澤本和延、神農英雄、金子奈穂子
  • Organizer: 第40回日本炎症・再生医学会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 若い嗅覚神経回路をキープする (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第19回日本抗加齢医学会総会
  • Invited
• [Presentation] 新しい脳細胞を増やすには - 最新科学による解明 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第22回国際福祉健康産業展～ウェルフェア2019～
  • Invited
• [Presentation] 生後脳組織の維持・再生における新生ニューロンの移動 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第17回幹細胞シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生低下のメカニズム (2019)
  • Author(s): 五軒矢桜、川瀬恒哉、澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 全国学生リトリート2019
  • Invited
• [Book] Patterning and Cell Type Specification in the Developing CNS and PNS (Second Edition) (2020)
  • Author(s): Meunier A, Sawamoto K, Spassky N
  • Total Pages: 1122
  • Publisher: Elsevier Inc
  • ISBN: 9780128144053
• [Book] Cellular Migration and Formation of Axons and Dendrites 2nd Edition (2020)
  • Author(s): Sawada M, Sawamoto K
  • Total Pages: 618
  • Publisher: Academic Press
  • ISBN: 9780128144077
• [Remarks] 澤本和延研究室ホームページ
  • URL: http://k-sawamoto.com/