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染色体高次構造の変換による多様な神経細胞の産生

Publicly Offered Research

Project AreaNeural Diversity and Neocortical Organization
Project/Area Number 25123711
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

平山 晃斉  大阪大学, 生命機能研究科, 特任助教(常勤) (40437398)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords大脳皮質 / CCCTC結合因子 / CTCF / 大脳新皮質
Outline of Annual Research Achievements

細胞を特徴づける遺伝子発現には適切な高次染色体構造を形成することが重要である。これまでに高次染色体構造の形成において中心的な役割を担うCCCTC結合因子(CTCF)を分化した興奮性神経細胞で特異的に欠損させたマウスを解析し、CTCFが樹状突起やスパインの発達、体性感覚野のバレル構造形成に重要な因子であることを明らかにした。一方、神経幹細胞および抑制性神経細胞でのCTCFの役割は不明あった。
本研究では、大脳皮質神経幹細胞におけるCTCFの役割を解析するため、終脳領域の神経幹細胞特異的にCTCFを欠損させたマウスを作製した。神経細胞の分化マーカーを用いて解析したところ、一部はCTCF が欠損した神経幹細胞から神経細胞へ分化しているものの、大量の細胞死が認められた。次に、CTCF欠損マウスをp53欠損マウスと交配して、神経細胞死が起きないマウスの作製をおこなった。このマウスでも上記のマウスと同様に一部は神経細胞へ分化しているものの、野生型と比較して大脳皮質が薄いことがわかった。これらの結果は、CTCFが大脳皮質の神経細胞の分化に重要な役割を担っていることを示唆する。
一方、抑制性神経細胞におけるCTCFの役割を明らかとするため、抑制性神経細胞特異的にCTCFを欠損したマウスを作製して解析をおこなった。抑制性神経でCTCFを欠損したマウスはてんかん様の症状を示し、生後1ヶ月以内に死亡した。フラビン蛍光イメージング法により、2週齢のマウスを用いてヒゲを刺激した際のバレル皮質の反応を解析したところ、CTCF欠損マウスでは刺激に対応する皮質領域以外にも反応が広がることが明らかとなった。また、大脳皮質の組織化学的な解析により、CTCF欠損マウスではバレル構造は野生型と同様に形成されているが、抑制性神経細胞の分布に異常のあることが明らかとなった。

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

    (8 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Developmental epigenetic modification regulates stochastic expression of clustered protocadherin genes, generating single neuron diversity.2014

    • Author(s)
      Toyoda S, Kawaguchi M, Kobayashi T, Tarusawa E, Toyama T, Okano M, Oda M, Nakauchi H, Yoshimura Y, Sanbo M, Hirabayashi M, Hirayama T, Hirabayashi T, Yagi T.
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 82 Issue: 1 Pages: 94-108

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.02.005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report 2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Clustered Protocadherins and Neuronal Diversity2013

    • Author(s)
      Hirayama T. and Yagi T.
    • Journal Title

      Progress in Molecular Biology and Translational Science

      Volume: Vol. 116 Pages: 145-167

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-394311-8.00007-8

    • ISBN
      9780123943118
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CTCFは抑制性神経細胞の発生、発達、移動に重要な因子である2014

    • Author(s)
      谷垣 宏美、八木 健、木津川 尚史、平山 晃斉、澁木 克栄、吉武 講平、Galjart Niels
    • Organizer
      第37回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CTCFによる神経細胞の多様化と神経回路形成2013

    • Author(s)
      平山晃斉、足澤悦子、吉村由美子、Galjart N、八木健
    • Organizer
      第7回日本エピジェネティック研究会年会
    • Place of Presentation
      奈良
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] DNAポリメラーゼβの神経前駆体細胞における作用が大脳皮質における神経細胞分化に必要である2013

    • Author(s)
      大西公平、菅生紀之、豊田峻輔、平山晃斉、八木 健、山本亘彦
    • Organizer
      第36回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Dnmt3b依存的なDNAメチル化は単一神経細胞におけるクラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の確率的発現と樹状突起の自己忌避を制御する2013

    • Author(s)
      豊田 峻輔、川口 将史、小林 俊寛、足澤 悦子、遠山 知子、岡野 正樹、 小田 昌朗、中内 啓光、吉村 由美子、三宝 誠、平林 真澄、平山 晃斉、 平林 敬浩、八木 健
    • Organizer
      第36回日本神経科学学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] CTCF is required for the refinement of somatosensory maps and stochastic expression of clustered Pcdh genes in neurons2013

    • Author(s)
      Hirayama T, Tarusawa E, Yoshimura Y, Galjart N, Yagi T.
    • Organizer
      EMBO meeting 2013
    • Place of Presentation
      amsterdam (Netherlands)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Behavior analysis of CTCF-deficient mice specifically in Purkinje cell(プルキンエ細胞特異的CTCF減少マウスの行動解析)2013

    • Author(s)
      角岡佑紀、平山晃斉、崎村建司、八木健
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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

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