2017 Fiscal Year Research-status Report
脳室下帯神経前駆細胞の産生調節と種間、領野間脳構築の調節機構
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16K07037
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| Research Institution | Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center |
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Principal Investigator |
田畑 秀典 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 神経制御学部, 室長 (80301761)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経細胞移動 / 神経回路形成 / 神経発生 / 大脳皮質 / 神経幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類大脳皮質神経細胞は脳室帯(VZ)あるいは脳室下帯(SVZ)で誕生し、脳表面側へと移動する。ヒトは進化過程で巨大な脳を獲得したが、その1つの要因はSVZ内に存在する神経前駆細胞 (BP)の著しい増加である。申請者らはマウスのSVZを詳細に観察し、BPの産生はマウスの外側 皮質VZに多いことを観察し報告した。このような脳領域に応じてBP産生量を変化させる分子機構を探索した結果、Notch受容体のリガンドとして働くJag1が同定された。Jag1は強制発現させることでBPを増加させること、Jag1はBPそのものに発現し、霊長類ではマウスに比較して発現強度と発現細胞の増加が確認された（投稿準備中）。本研究課題では、こうした発現の違いを生じる原因とヒト進化との関連を探索する。ヒトJag1転写開始点上流5kbp、下流1.1kbpの制御下でルシフェラーゼ遺伝子を発現するプラスミドベクターを発生過程マウス大脳皮質脳室帯に電気穿孔法により導入すると、マウスの相同領域を用いた場合よりも高い発現が観察されることが確認された。そこで本年度は慶應義塾大学医学部実験動物センターとの共同研究により、この単離したゲノム領域にマウスJag1 cDNAを組み込んだベクターをマウス受精卵に顕微注入し、トランスジェニックマウスを作成した。
またマウスおよびヒトJag1遺伝子の上流域、下流域の削り込み、さらに両者配列の部分的入れ替えを行い、種間でJag1遺伝子発現に変化が生じるための責任領域の探索を進めた。その結果、特に霊長類で保存されている転写開始点から700~360bp上流域と第２エクソンの２箇所がヒトとマウスの差を生じるために重要であることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヒト転写調節領域でマウスJag1を発現するトランスジェニック（TG）マウスの作成を行った。また対照実験としてマウス転写調節領域でマウスJag1を発現するTGマウスを作成した。それぞれ３および６系統を得て、TG由来のJag1発現を解析している。また、種間の発現差を生じる責任領域の探索において、かなり狭い領域に特定することに成功した。また当初計画にあったDll1との転写制御の違いを探索する方法としてニューロスフェアを用いた実験系を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに作成したTGマウスは発現が確認される系統を選択し、自家交配によりホモマウスを得る。この個体において脳内でSVZの増大が生じているかを検討する。また特定した種間の発現差を生じる責任領域にはどのような転写因子が結合するのか、その種類に種間の違いはあるかをさらに探索する。結合する転写因子に違いがあれば、マウスにおいてその転写因子をノックダウンするなどの方法により、Jag1発現へのその寄与を確かめる。またゲノム編集技術を用いてキーとなる配列をヒト型に変化させたマウスの作出を試みる。Dll1転写調節領域を単離し、ルシフェラーゼcDNAを組み込み、これとDll1 cDNAをニューロスフェアで共発現させた場合にはその発現が抑制されることを確認し、一方でJag1転写調節領域に関してはJag1 cDNAを共発現させても抑制されず、むしろ増加するかを確認する。
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| Causes of Carryover |
本年度の助成金は計画通り使用し、前年度の未使用額とほぼ同額の予算が次年度使用額として繰り越された。次年度に論文作成に伴う英文校正やオープンアクセス料金として使用する。
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