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大脳皮質神経細胞産生プログラムの移行制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaNeural Diversity and Neocortical Organization
Project/Area Number 23123522
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

花嶋 かりな  独立行政法人理化学研究所, 大脳皮質発生研究チーム, チームリーダー (80469915)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Keywords大脳新皮質 / 神経幹細胞 / マウス / 転写因子 / 発生・分化 / 大脳皮質 / ニューロン / 細胞分化 / 層形成 / 神経前駆細胞
Outline of Annual Research Achievements

大脳新皮質のニューロンは脳室帯とよばれる部位の神経幹細胞から生み出され、初期ニューロン-深層投射ニューロン-上層投射ニューロンと順次異なる細胞種を産生することで、最終的に6層の構造を形成する。本研究では発生段階に応じて産生される細胞種が切り替わるメカニズムを明らかにするために、大脳皮質ニューロンの産生スイッチにおける転写因子Foxg1の機能を探った。まず条件付きノックアウト(cKO)マウスを作製し、Foxg1を通常より5日間遅らせた胎生14.5日目から発現させて産生される細胞を解析したところ、14.5日目までの脳では初期ニューロンが過剰に産生されたが、Foxg1を発現させるとすぐに深層投射ニューロンの産生開始が認められた。さらに発生段階が進むと上層投射ニューロンも産生され、最終的にはFoxg1の発現開始を遅らせたcKOマウスでも正常マウスとほぼ同等のニューロンをもつ大脳新皮質が形成された。さらにこのcKOマウスを用いてFoxg1の下流遺伝子プログラムを解析したところ、Ebf2/3, Eya2等多数の転写因子がFoxg1により転写抑制され、これら遺伝子の発現制御領域へのFoxg1の結合配列が、進化的に哺乳類以降で高度に保存されていることが示された。これらの結果より、大脳新皮質の形成は初期ニューロン産生というデフォルトのプログラムを初めに抑制することで投射ニューロンへの分化が進み、この産生の順番をFoxg1が正しいタイミングで切り替えることで、大脳新皮質の最大の特徴である6層構造が獲得された可能性が示された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Foxg1 coordinates the switch from nonradially to radially migrating glutamatergic subtypes in the neocortex through spatiotemporal repression.2013

    • Author(s)
      Kumamoto T. et al.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 3 Issue: 3 Pages: 931-945

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2013.02.023

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Robo1 regulates the migration and laminar distribution of upper-layer pyramidal neurons of the cerebral cortex2013

    • Author(s)
      Yuko Gonda, William D. Andrews, Hidenori Tabata, Takashi Namba, John G. Parnavelas, Kazunori Nakajima, Shinichi Kohsaka, Carina Hanashima and Shigeo Uchino
    • Journal Title

      Cereb. Cortex

      Volume: 23 Issue: 6 Pages: 1495

    • DOI

      10.1093/cercor/bhs141

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/2425a705-829c-48ba-a06d-e5cb0e2ed970

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative expression profile of distinct functional regions in the adult mouse brain2011

    • Author(s)
      Kasukawa T., et al
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: VOL.6

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Neuronal Specification in Establishing Mammalian Neocortical Circuits.2013

    • Author(s)
      Carina Hanashima
    • Organizer
      シンポジウム 'Neocortical Development and Circuit Formation' 第36回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会 合同大会 (Neuro2013)
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2013-06-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular Logic underlying the Origin of the Neocortex.2013

    • Author(s)
      Takuma Kumamoto
    • Organizer
      第36回日本神経科学大会・第53回日本神経化学会大会・第20回日本神経回路学会大会 合同大会 (Neuro2013)
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2013-06-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Temporal and Spatial Control of Neuronal Identity in the Brain.2013

    • Author(s)
      Carina Hanashima
    • Organizer
      MRC Centre for Developmental Neurobiology
    • Place of Presentation
      London UK
    • Year and Date
      2013-01-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Foxg1による大脳皮質神経細胞分化の時空間的制御.2012

    • Author(s)
      Takuma Kumamoto
    • Organizer
      ワークショップ ‘脳神経系の形成過程における神経幹細胞の増殖・分化制御’ 第35回 日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-12-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxg1 directs the specification of upper-layer projection neurons in the late neocortical progenitors.2012

    • Author(s)
      Ken-ichi Toma
    • Organizer
      Nanosymposium on ‘ Cell Lineage and Differentiation’ Neuroscience 2012 SfN 42nd Annual Meeting.
    • Place of Presentation
      New Orleans USA
    • Year and Date
      2012-10-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxg1 Coordinates the Switch from Non-Radially to Radially Migrating Glutamatergic Subtypes in the Neocortex through Spatiotemporal Repression.2012

    • Author(s)
      Takuma Kumamoto
    • Organizer
      Asia-Pacific Developmental Biology Conference APDBC 2012
    • Place of Presentation
      Taipei Taiwan
    • Year and Date
      2012-10-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Regulation of Neuronal Subtype Identity Transition in the Cerebral Cortex.2012

    • Author(s)
      Carina Hanashima
    • Organizer
      シンポジウム ‘Mechanism of multipotency of neural stem/progenitor cells’ 第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2012-09-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 新規カハール・レチウス細胞マーカー遺伝子の探索と発現解析.2012

    • Author(s)
      Takuma Kumamoto
    • Organizer
      包括脳夏のワークショップ
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2012-07-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Non-radially and Radially Migrating Glutamatergic Neurons of the Cerebral Cortex.2012

    • Author(s)
      Carina Hanashima
    • Organizer
      National Institute of Basic Biology.
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Year and Date
      2012-07-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Foxg1 is required in late mouse neocortical progenitors to direct differentiation of upper-layer projection neurons.2012

    • Author(s)
      Ken-ichi Toma
    • Organizer
      ISSCR2012, The ISSCR 10th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2012-06-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatiotemporal repression coordinates projection neuron production onset in the cerebral cortex.2012

    • Author(s)
      Takuma Kumamoto
    • Organizer
      Joint meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists The 64th Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Biology
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2012-05-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular Control of Projection Neuron Identity in the Cerebral Cortex.2012

    • Author(s)
      Carina Hanashima
    • Organizer
      BIT’s 3rd Annual World Congress NeuroTalk 2012
    • Place of Presentation
      Beijing China
    • Year and Date
      2012-05-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Regulation of Early Identity Transition in the Cerebral Cortex2012

    • Author(s)
      花嶋かりな
    • Organizer
      NIBB Conference "Neocortical Organization"
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-10
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxg1 coordinates the early transition of temporal cell identity in the cerebral cortex2012

    • Author(s)
      花嶋かりな、隈元拓馬
    • Organizer
      ISDN 2012
    • Place of Presentation
      TIFR研究所(ムンバイ、インド)
    • Year and Date
      2012-01-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxg1による大脳皮質投射ニューロンの分化能制御機構2011

    • Author(s)
      花嶋かりな、隈元拓馬
    • Organizer
      第34回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • Year and Date
      2011-09-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular Control of Cell Fate Specification in the Mammalian Brain2011

    • Author(s)
      花嶋かりな
    • Organizer
      Neurogenesis 2011
    • Place of Presentation
      理研CDB(神戸市)(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Foxg1 controls the onset of projection neuron production in the neocortex2011

    • Author(s)
      花嶋かりな、隈元拓馬
    • Organizer
      Cortical Development Conference
    • Place of Presentation
      MAICHコンファレンスセンター(ハニア、ギリシア)
    • Year and Date
      2011-05-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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