胎児脳・未熟脳における星状グリアの産生メカニズムの解明と治療応用にむけた機能解析

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04232
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 高橋 孝雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (80171495)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三橋 隆行 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80338110) ; 芝田 晋介 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70407089) ; 武内 俊樹 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60383741)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 神経発生 / 大脳皮質 / 細胞周期 / アストロサイト / 小児神経

Outline of Annual Research Achievements

高次脳機能の中枢である大脳皮質の発生は、遺伝情報により規定されたシナリオに従って進行しつつ、胎内・生後環境により直接的・間接的に影響を受ける。これまでに我々は、大脳皮質内の投射神経細胞が神経前駆細胞から形成される過程をマウスで解析し、大脳皮質発生の数学モデルを確立した。一方、大脳皮質表層の多くを占める星状グリアについてはこれまで定量解析されておらず、その大脳皮質機能へ果たす役割は不明であった。近年の細胞レベルの研究では、星状グリアが神経伝達物質のトランスポーターや受容体を有したり、シナプスの剪定や修飾、細胞栄養因子の合成など、多様な機能を持つ点が指摘されており、大脳皮質機能異常の原因を追究するためには星状グリアの解剖学的・機能的解析が不可欠と考えられた。
そこで本研究では、まず大脳皮質の正常発生後半に産生される星状グリアが発生時期に応じてどこで産生され、どのように大脳皮質内に分布しているのかについて、幼若・成体マウス大脳皮質において星状グリアを特異的マーカーで免疫組織染色することで大脳皮質内分布を検討した。また、大脳壁内脳室側にある二次性増殖細胞群が星状グリアを産生しうるかについて検討を試みた。
次に、これまでの研究で神経前駆細胞の分化能を異常低下させ大脳皮質を肥厚化させるヒストン脱アセチル化酵素阻害薬バルプロ酸を胎内曝露した場合、神経前駆細胞数が増加した形跡としてPax6陽性神経前駆細胞数の増加を認めたことが判明していた。さらにPax6陽性細胞はグリア細胞の産生母体としても報告されていたことから、前述の星状グリアに対する免疫組織染色をバルプロ酸胎内曝露マウスの大脳においても実施した。これら星状グリアを分離精製後RNAseq解析を加えて実施し、現在結果を解析中である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Large-Area Fluorescence and Electron Microscopic Correlative Imaging With Multibeam Scanning Electron Microscopy. (2019)
  • Author(s): Shibata S, Iseda T, Mitsuhashi T, Oka A, Shindo T, Moritoki N, Nagai T, Otsubo S, Inoue T, Sasaki E, Akazawa C, Takahashi T, Schalek R, Lichtman JW and Okano H.
  • Journal Title: Front. Neural Circuits Volume: 13 Pages: ―
  • DOI: 10.3389/fncir.2019.00029
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research