大脳皮質抑制性介在ニューロンの多様性を生み出す新たなメカニズム

• Project Area: Neural Diversity and Neocortical Organization
• Project/Area Number: 23123511
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 村上 富士夫 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (20089882)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 大脳皮質 / 介在ニューロン / 多様性 / トランスポゾン / 抑制性介在ニューロン / 発生

Research Abstract

大脳皮質の抑制性介在ニューロンの多様性は大脳皮質の高度な機能の発現にとって極めて重要と考えられるものの、介在ニューロンによって形成される局所回路は極めて複雑であるため、その機能の全容の解明には至っていない。またその多様性の理解には、その構築プロセス、即ち発生の解明が重要である。これまでの転写因子発現時期と部位の特異性を利用した研究で、介在ニューロンの誕生部位と時期とがそのサブタイプ決定に重要な要因であることが示されているが、多様性の一部しか説明できていない。その理由の一つとして考えられるのが、標識に利用される転写因子の発現が脳室に接するprogenitorに必ずしも限局されていない事が考えられる。そこで本研究では、特定の発生時期に脳室層に存在するprogenitor から生まれる細胞がニューロンに分化するまでに分裂する回数の違いによって異なる運命を辿るか否かの解明を目指した。
皮質介在ニューロンの標識は子宮内電気穿孔法で行った。遺伝子導入はINが生まれ始める胎生10.5日目以降におこなった。導入するプラスミドとしては、通常用いられる mcherry などのプラスミドの他に transposase を利用したプラスミドを用いた。具体的にはTol2トランスポゼースをコードする pCAAGGS-T2TP (Kawakami et al., 2004)とpT2K-CAGGS-EGFP(Sato et al., 2007) 、即ちTol2 transposon-flanked EGFPとを混合したもの(以下 Tol2EGFPと記す)を用いた。
その結果、mCherry/GFP2重陽性細胞は皮質の深い層に多く存在し、GFPのみを発現する細胞は皮質全体に広く分布していた。この結果はニューロンに分化するまでにprogenitorが分裂する回数の違いにより異なる運命を辿ることを示している。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 大脳皮質介在ニューロン移動と成熟のライブイメージング (2012)
  • Author(s): 村上 富士夫
  • Journal Title: 顕微鏡 Volume: 47 Pages: 149-156
  • NAID: 10031121399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Temporally- and Spatially-Regulated Generation of Distinct Descendants by Sonic Hedgehog-Expressing Progenitors in the Forebrain (2012)
  • Author(s): Yukiko Wada
  • Journal Title: Dev Neurobiol Volume: 29 Pages: 1649-1659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intrinsic and Extrinsic Mechanisms Control the Termination of Cortical Interneuron Migration. (2012)
  • Author(s): Naoko Inamura
  • Journal Title: J Neurosci Volume: 32 Pages: 6032-6042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chemokine CXCL12 and its receptors in the developing central nervous system: emerging themes and future perspectives. (2012)
  • Author(s): Yan Zhu
  • Journal Title: Dev Neurobiol Volume: 72 Pages: 1349-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of Axon-dendrite Polarity in situ: Initiation of Axons from Polarized and Non-polarized Cells Development (2012)
  • Author(s): Yumiko Hatanaka
  • Journal Title: Dev Growth Differ Volume: 54 Pages: 398-407
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Migration of cortical interneurons in living mouse embryos: Dynamics of the leading process, nucleus and the Golgi apparatus (2012)
  • Author(s): Mitsutoshi Yanagida
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U. S. A. Volume: 109 Pages: 16737-42
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of Axon-dendrite Polarity in situ : Initiation of Axons from Polarized and Non-polarized (2012)
  • Author(s): Y.Hatanaka, K.Yamauchi, F.Murakami
  • Journal Title: Cells Development Growth and Differentiation Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intrinsic and Extrinsic Mechanisms Control the Termination of Cortical Interneuron Migration (2012)
  • Author(s): N.Inamura, T.Kamura, S.Tada, T.Kurakashi K, Y.Yanagida, Y.Yanagawa, K.Ikenaka, F.Murakami
  • Journal Title: J Neurosci Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of Neph2 in pontine nuclei formation in the developing hindbrain (2011)
  • Author(s): K.Nishida, K.Nakayama, S.Yoshimura, F.Murakami
  • Journal Title: Mol Cell Neurosci Volume: 46 Issue: 3 Pages: 662-670
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2011.01.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Migration, its Termination, Axon Initiation and Maturation of Cortical Interneurons (2012)
  • Author(s): 村上富士夫
  • Organizer: 第59回NIBB CONFERENCE "Neocortical Organization"
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県)(招待講演)
• [Presentation] 皮質在介ニューロンの移動、成熟と軸索形成 (2011)
  • Author(s): 村上富士夫
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] 内在性要因と環境が大脳皮質抑制性ニューロンの移動の停止を調節する (2011)
  • Author(s): 稲村直子, 木村俊哉, 多田智史, 倉橋崇, 柳川右千夫, 池中一裕, 村上富士夫
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] 線条体striosome/matrix構造形成過程におけるmedium spinyneuronの発生・発達様式 (2011)
  • Author(s): 萩本和也, 高見紗季, 鳥越万紀夫, 村上富士夫, 田辺康人
  • Organizer: 第34回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Book] 脳神経科学イラストレイテッド (2013)
  • Author(s): 玉田篤史
  • Total Pages: 374
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks] 脳ができあがるまで（基本編）
  • URL: http://square.umin.ac.jp/murakami-lab/ippan/website%20files/home_wbs.html
• [Remarks] 高次生命機能システムのダイナミクス
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/gcoe/jp/events/achievement/cortical/
• [Remarks] 神経細胞の移動する様子を生きたﾏｳｽ胎仔で観察することに成功ー胎生期における脳形成の理解に貢献ー
  • URL: http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/ResearchRelease/2012/09/20120925_1