2017 Fiscal Year Annual Research Report
Structural organization of neural stem cells in the development of cerebral cortex
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16K21627
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
藤田 生水 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, 基礎科学特別研究員 (80615138)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 神経幹細胞の対称分裂 / 大脳新皮質発生 / ライブイメージング / 接着結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、前年度に確立した神経幹細胞の増殖期におけるマウス胎児大脳皮質のスライス培養法を活用し、増殖する神経幹細胞がいかにして細長い形態を維持するのかという点を明らかにするために研究を行った。頂端側の接着結合構成因子を可視化したトランスジェニックマウスを用いて、頂端面の動態の詳細なタイムラプス観察を実施した。増殖期の組織を一定時間観察すると、９割以上の頂端面が分裂によって数を増やしている様子が捉えられた。この際、一部の頂端面は組織奥から細胞が陥入して新規に形成されていることが見出された。神経幹細胞の分裂軸角度がランダムになるLGN変異体を用いることで頂端面を失う分裂を増加させ、同様の観察を行ったところ、新規形成される頂端面の割合が増加した。また、このような頂端面の新規形成は、より発生後期の神経産生期には、稀にしか観察されなかった。以上のことなどから、増殖期の神経幹細胞は一度頂端構造を失って神経上皮組織から外れても、再びその形態を再形成する性質を持つことが分かった。また、神経産生期に頂端面の再形成能が減弱することは、ヒト等の皺脳を持つ哺乳類に顕著な、神経産生期に頂端面を失う幹細胞（外脳室下帯幹細胞）が出現するという現象を理解する上で、非常に興味深い知見である。
上記の発見に加え、増殖期の頂端面では接着結合の再編が頻繁に起きている様子が観察された。これにより、細胞分裂によって隣り合って存在していた姉妹幹細胞が、少なくとも頂端側に関しては、時間とともに遠く離れうることが分かった。ただし、基底側の構造も含めた動態の詳細な観察のためには、細胞標識法等にさらなる改良が必要であると考えられた。
本研究で得られた知見により、神経幹細胞の組織内における形態と配置の動的な変化に関する新たな視点を提供することができたと言える。
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