2017 Fiscal Year Research-status Report
Subtype specification of cortical neurons by transcription factors Neurog1/2
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17K07061
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
大石 康二 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (80420818)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / 神経系前駆細胞 / 神経分化 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質は異なった形態や性質を持つ様々なサブタイプの神経細胞から構成される。これらの神経サブタイプは共通の神経前駆細胞から時期依存的に生み出されるという特徴を有する。この時期依存的なサブタイプ産出メカニズム解明のため、本研究では転写因子Neurog1/2に注目した。Neurog1/2は発生期の神経前駆細胞の全時期に発現するが、サブタイプ決定に関しては大脳皮質深層神経の分化決定に関与している。従って、Neurog1/2の時期依存的な機能変化が考えられ、そのメカニズムの解析を行った。
大脳皮質深層には複数のサブタイプが含まれるため、Neurog1/2が実際にどのサブタイプの分化を制御するか検討した。Neurog1/2欠損マウスにおけるサブタイプ特異的なマーカーを用いた解析から、この因子が深層内でも特に第6層の皮質視床投射神経の分化に重要であることが明らかになった。
さらに、Neurog1/2がどのようにして深層サブタイプを決定するのか解析を行った。まず、既に所有していたデータベースを再解析し、候補遺伝子を見出した。次に、大脳皮質神経を用いて候補遺伝子がNeurog1/2に制御されるか検討を行い、実際にいくつかの遺伝子がNeurog遺伝子の過剰発現や、Neurog1/2欠損マウスで変化することを見出した。加えて、得られた候補遺伝子に対し、Neurog1/2が直接の上流遺伝子であるか検討を行った。クロマチン免疫沈降法によってNeurogが遺伝子調節領域に結合するか調べ、いくつかの結合領域を明らかにした。さらに、これらの結合領域を用いたレポーターアッセイを行い、いくつかの領域が実際にエンハンサー活性を持つことを見出した。
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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
Neurog1/2が分化制御するサブタイプの同定をすることができ、またNeurog1/2の下流のターゲット遺伝子の候補を見出すことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
皮質視床投射神経の分化決定にNeurog1/2が重要であることが明らかとなったため、その際のNeurog1/2の下流遺伝子の同定を行う。そのために、これまで明らかになった候補分子の重要性を検討する。現在までの研究で、Neurog2の過剰発現により皮質視床投射神経の産生が促進されるという知見を既に得ており、この系を用いた検討を行う。すなわち、候補遺伝子の過剰発現がNeurog2の過剰発現と同様な効果を示すか検討する。さらに、Neurog2によるサブタイプ決定に候補遺伝子が必須であるか、RNAi法、CRISPR-Cas9法などによる候補遺伝子の発現抑制によって検討する。
下流遺伝子の同定の後、深層サブタイプ決定機構の時期依存的制御の検討を行う。Neurog1/2は発生期を通じて前駆細胞に発現しているものの、サブタイプ決定に関する機構は、深層サブタイプを産出する早期の前駆細胞でしか実行されない。この現象を解析し、神経前駆細胞の時期依存的な制御の解明を目指す。
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