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2017 Fiscal Year Annual Research Report

前頭前野を中心とする哺乳類大脳皮質の形成過程ならびにその進化の解明

Research Project

Project/Area Number 17J05365
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

吉永 怜史  慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Keywords神経細胞移動 / 大脳皮質 / 神経発生 / 回路形成 / 領野分化 / フラッシュ・タッグ
Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質は哺乳類で極めて発達したが、その8割をしめるともいわれる興奮性の神経細胞は、脳の深部で生まれて表層に向かって適切に移動し、整然と整列することで精緻な6層構造を形成する。こうしてヒトは高次な脳機能を発揮できる。今年度は、神経回路形成の最初期である神経細胞移動に異なる脳領域で違いがあるかどうかを調べた。まず、異なる脳領域の神経細胞移動を同一脳で比較する方法として、最近主に海外のリボ核酸・シークエンスで使用され始めたフラッシュ・タッグ法を若干改変して神経細胞移動をトレースすることを試みた。この方法では、蛍光色素を脳室に注入し、蛍光色素が脳脊髄液の流れでウォッシュ・アウトされるまでの短い間に脳室面というところで分裂した細胞内でのみ蛍光色素が長時間保持されるため、ある時刻に誕生した神経細胞を特異的にラベルできた。本法を駆使し、胎生期の様々な時期で蛍光色素を注入し、経時的に固定することで神経細胞移動のプロフィールを詳細に解析した。その結果、特定の時期に誕生した細胞で明瞭な移動の領域差が見られることを見いだした。さらに、ライブ・イメージングによる解析を行い、こうした移動の領域差が、移動中のどの段階で生まれてきうるかが浮き彫りになった。これは大脳皮質発生において、興奮性神経細胞が脳の深部で誕生し脳表面に向かって(島や梨状葉など著しく外側・腹側の領域を除いて)どの領野でも概ね同じように移動していくという、従来研究者に共有されていたスキームを覆すものである。また皮質形成の最初期に誕生する神経細胞(哺乳類特異的に出現したとも考えられており、中でもヒトで極めて発達する)の興味深い振る舞いも見いだした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は主に、フラッシュ・タッグ法に着目し、ニューロン移動プロフィールの解析を精力的に行った。この方法は簡便に同一脳で異なる領域の神経細胞移動を可視化できることが明らかとなり、効率的に神経細胞移動の解析が進められた。これを用いたニューロン移動の包括的な解析の結果、従来の理解と異なり、細胞移動に時期依存的な領域差が存在することを見いだした。

Strategy for Future Research Activity

フラッシュ・タッグ法は移動ニューロンから見た細胞外環境がどのように形成され、またニューロン移動へどのような影響を与えるかを簡便に解析することを可能にするツールと所見を提供した。今後は、これを活用しつつ、他の神経解剖学的手法・子宮内電気穿孔法をあわせて利用することでこのような領域毎の違いがどのように形成されるか、また神経回路形成の最初期でのイベントがどのようなものかを解析していく。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 覚せい剤使用下での刑事事件における、裁判所の責任能力認定の統計学的解析2018

    • Author(s)
      吉永 怜史, 山本 保天, 池田 和弘, 垣本 隆行, 倉持 智洋, 黒川 駿哉, 小杉 美菜実, 佐野 康徳, 野村 信行, 高橋 希衣, 真鍋 淳, 山市 大輔, 阿部 貴行, 村松 太郎, 三村 將
    • Journal Title

      司法精神医学

      Volume: 13 Pages: 2~10

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A crossroad of neuronal diversity to build circuitry2017

    • Author(s)
      Yoshinaga Satoshi、Nakajima Kazunori
    • Journal Title

      Science

      Volume: 356 Pages: 376~377

    • DOI

      10.1126/science.aan2856

  • [Presentation] FlashTag technology reveals areal differences in neuronal migration in the cerebral cortex of developing mice2018

    • Author(s)
      Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] Improvement of cognitive deficits observed in a mouse model of extremely preterm infants with brain injuries2018

    • Author(s)
      Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Debabrata Hazra, Satoshi Yoshinaga, Ayako Kitazawa, Minkyung Shin, Keitaro Yoshida, Kenji F. Tanaka, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] Optogenetic modulation of the neural oscillation in the mouse medial prefronal cortex2018

    • Author(s)
      Debabrata Hazra, Satoshi Yoshinaga, Keitaro Yoshida, Kenji F. Tanaka, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] Areal differences in neuronal migration in the cerebral cortex of developing mice2017

    • Author(s)
      Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      Cortical Development Conference 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of neuronal migration and morphology in the entire cerebral cortex of developing mice2017

    • Author(s)
      Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] 種々の胎生時期と大脳皮質領域における神経細胞移動の可視化2017

    • Author(s)
      吉永 怜史、シン ミンギョン、北澤 彩子、久保 健一郎、仲嶋 一範
    • Organizer
      第52回TOKYOニューロサイエンス研究会
  • [Presentation] Areal differences in neuronal migration in the developing cerebral cortex2017

    • Author(s)
      Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 2017年度冬のシンポジウム
  • [Book] ヒトの脳は、何が特別なのか?; 特別展 人体 神秘への挑戦2018

    • Author(s)
      吉永 怜史, 仲嶋一範
    • Total Pages
      183
    • Publisher
      NHK, NHKプロモーション, 朝日新聞社

URL: 

Published: 2018-12-17  

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