2015 Fiscal Year Research-status Report
大脳新皮質層構造形成の礎となる脳表層下における神経細胞集積機構
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15K06745
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
林 周宏 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (60373354)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 大脳新皮質 / 発生 / Reelin / 細胞凝集 / 細胞接着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Reelinは大脳新皮質辺縁帯のカハール・レチウス細胞から分泌される糖タンパク質であり、哺乳類大脳新皮質層構造形成に必須であるが、その作用メカニズムには未解明の点が多く残されている。発生期大脳新皮質神経細胞にReelinを異所性発現させると細胞凝集塊が形成されることから、Reelinによる神経細胞凝集誘導が層構造形成に必要な過程であると仮説を立て研究を行った。これまでの研究で、この細胞凝集形成にN-cadherinが関与することを見出している。はじめにReelin刺激により神経細胞内のN-cadherin分子の挙動が変化するか、初代培養神経細胞を用いた免疫細胞染色法およびウェスタンブロッティング法により検討した。その結果、Reelin刺激前後におけるN-cadherin自体の細胞内局在やタンパク質発現および修飾に変化は見られなかった。一方、in vivoにおいてReelinが発現する領域である辺縁帯直下でのN-cadherinの局在を調べたところ、N-cadherinが神経細胞の突起部に集積しているのを見出した。次に、Reelinにより誘導される細胞凝集塊にN-cadherinがどのように関与するか検証するために、N-cadherinノックダウンベクターをReelin発現ベクターと共に子宮内胎仔脳電気穿孔法によりマウス胎仔大脳新皮質神経細胞に導入しその効果を解析したところ、凝集塊を形成する細胞の密度が薄くなり、また、通常ならば凝集塊の中心を向く神経細胞突起が凝集塊の外周を沿うように走行する異常が観察された。さらに、N-cadherin関連分子のReelin誘導型細胞凝集塊への関与も見出した。上記の結果より、Reelin誘導による神経細胞凝集において、N-cadherinは突起に局在し、突起同士の接着に関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
Reelin誘導型細胞凝集形成においてN-cadherinが突起部に集積し、細胞突起同士の接着を誘導することを示唆するデータを得られた。一方、Reelin刺激によりN-cadherinがどのように突起部に局在するか未解決であり、今後の研究で明らかにすべき点である。その中でも、Reelinが直接N-cadherinを制御するのではなく、N-cadherin関連分子を介した制御を行っている可能性を示唆できたのは進展であり評価に値すると考えている。
大脳新皮質辺縁帯下特異的にN-cadherinを発現させる研究は進行が遅れている。大脳新皮質辺縁帯下特異的に発現する分子を同定できておらず、そのプロモーターを用いたN-cadherin発現ベクターを開発できていないためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は概ね当初の計画通りに進めようと考えている。具体的には、平成28年度は神経細胞凝集の様子をタイムラプスイメージングにより経時的に捉え、その時のN-cadherinの影響を検討する。また、Reelin誘導型細胞凝集に参画するN-cadherin関連分子の解析を続けて行い、Reelinの下流でどのように細胞凝集を制御するか、その分子メカニズムを検討する。
大脳皮質辺縁帯下特異的にN-cadherinを発現させる研究が進んでいない点は、大脳新皮質辺縁帯下特異的に発現する分子が見つからないためであり、代替としてReelin誘導型細胞凝集塊を用いて、この凝集塊内でのN-cadherinの細胞内挙動を観察することを計画している。この細胞凝集塊での神経細胞の挙動は辺縁帯直下での移動神経細胞と同様であるために、代用研究として遂行可能であると考えている。
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| Causes of Carryover |
当初の計画通り研究が進んでいないため未使用額が発生した。また、効率的に物品調達を行ったため未使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、遅れている研究を進めるための物品費および人件費に用いる予定である。
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[Journal Article] The COUP-TFII/Neuropilin-2 is a molecular switch steering diencephalon-derived GABAergic neurons in the developing mouse brain2015
Author(s)
Shigeaki Kanatani, Takao Honda, Michihiko Aramaki, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, Mami Ishida, Daisuke H. Tanaka, Takeshi Kawauchi, Katsutoshi Sekine, Sayaka Kusuzawa, Takahiko Kawasaki, Tatsumi Hirata, Hidenori Tabata, Per Uhlen and Kazunori Nakajima
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 112(36)
Pages: E4985-94
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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