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大脳皮質細胞系譜における血管発生の役割

Publicly Offered Research

Project AreaVasculo-neural wiring and their interdependent crosstalk
Project/Area Number 25122718
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 InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

水谷 健一  同志社大学, 脳科学研究科, 准教授 (40469929)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords大脳皮質 / 神経発生 / 血管発生 / Notch / 低酸素 / ガイダンス分子 / 神経幹細胞
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マウス発生過程の大脳皮質実質に形成される微小血管が極めて規則的に発生し、多段階で神経発生の調節因子として機能し、神経細胞系譜に重要な役割を果たすとの仮説を実証することを目指した。特に、①分化能力が異なる神経幹細胞の系譜制御における血管由来の環境の役割を明確化すると共に、②分化過程の多極性神経細胞で特異的に発現する遺伝子に着目することで、分化過程における血管由来の環境の役割を明確化することを試みた。
研究の実績として、①強いNotchシグナルを利用する神経幹細胞と減弱されたNotchシグナルを利用する中間型幹細胞の分子的な違いを解析した。この際、血管発生や血管の誘因、反発因子、低酸素に応答する分子などに、特に注目して解析を行うことで、血管が如何に神経幹細胞の系譜制御に寄与するかを明確化することを目指した。その結果、強いNotchシグナルと弱いNotchシグナルを利用する幹細胞では、血管の誘因・反発に関わる遺伝子には変化が認められなかったが、低酸素応答性の遺伝子の発現レベルが顕著に異なることを見出した。実際、これらの幾つかの遺伝子は、大脳皮質で発現し、ノックダウンベクターを作製して機能解析を行った結果、神経幹細胞の分化制御に重要な役割を果たす可能性が示唆されている。次に、②大脳皮質で血管発生が顕著に抑制される環境である多極性細胞の調節に寄与する遺伝子のスクリーニングを行った結果、ガイダンス分子の幾つかが候補として同定されたが、中でもPlexinD1の発現が、多極性形態期の後期で発現するPrdm8の下流分子として働き、神経分化の調節に重要な役割を果たしている可能性が確認された。
今後、大脳皮質細胞系譜における血管発生の意義を更に追求することで、神経発生と血管発生の相互依存的な役割を分子的に解明したい。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Deletion of Prdm8 impairs the development of the upper-layer neocortical neurons.2015

    • Author(s)
      Inoue M., Iwai R., Yamanishi E., Yamagata K., Suzuki-Komabayashi M., Komai T., Miyachi H., Kitano S., Honda A., Watanabe C., Teshima W. and Mizutani K.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: in press

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] NF-kB signaling regulates the generation of intermediate progenitors in the developing neocortex.2015

    • Author(s)
      Yamanishi E., Keejung Y., Lavinia A., Gaiano N. and Mizutani K.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: in press

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Prdm8 regulates the morphological transition at multipolar phase during neocortical development.2014

    • Author(s)
      Inoue M., Kuroda T., Honda A., Suzuki-Komabayashi M., Komai T., Shinkai Y. and Mizutani K.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: e86356-e86356

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0086356

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Prdm8は大脳皮質発生過程の多極性形態期を調節する2014

    • Author(s)
      岩井 亮太、井上 真悠子、鈴木 真理子、眞貝 洋一、水谷 健一
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-12-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of hypoxic environment during neocortical development2014

    • Author(s)
      Aya Honda, Kazuyuki Yamagata, Mayuko Inoue, Mariko Komabayahi-Suzuki, Hiroshi Harada, and Ken-ichi Mizutani.
    • Organizer
      Neuroscience 2014
    • Place of Presentation
      Washington DC
    • Year and Date
      2014-11-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PR domain protein Prdm8 knockout mouse exhibit abnormal development of upper layer neurons in the neocortex2014

    • Author(s)
      岩井 亮太、井上 真悠子、眞貝 洋一、水谷 健一
    • Organizer
      日本神経科学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Prdm8 regulates the morphological transition at multipolar phase during neocortical development2014

    • Author(s)
      水谷 健一、井上 真悠子、鈴木 真理子、眞貝 洋一
    • Organizer
      日本神経科学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Angiogenesis in the developing neocortex2014

    • Author(s)
      Ken-ichi Mizutani
    • Organizer
      国際血管生物医学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-04-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Prdm8は発生期大脳皮質において多極性形態期を調節する

    • Author(s)
      井上真悠子、駒井妙、眞貝洋一、水谷健一
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 大脳皮質発生過程におけるBnip3およびIgfbp5の役割

    • Author(s)
      本田文、井上真悠子、水谷健一
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of PR domain protein Prdm8 in neocortical development.

    • Author(s)
      Mayuko Inoue, Tae Komai, Yoichi Shinkai, Ken-ichi Mizutani
    • Organizer
      Neuroscience 2013
    • Place of Presentation
      Sanediego, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Prdm16 contributes critically to the fate of neural progenitors by regulating the multipolar phase.

    • Author(s)
      Ken-ichi Mizutani, Mayuko Inoue, Yoichi Shinkai
    • Organizer
      Neuroscience 2013
    • Place of Presentation
      Sanediego, USA
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Significance of vascular development in the neocortex.

    • Author(s)
      Ken-ichi Mizutani
    • Organizer
      International Symposium on Morphological Sciences
    • Place of Presentation
      新潟
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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