神経細胞特異的なロコモーション移動におけるSrcファミリーキナーゼの役割

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07827
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 西村 嘉晃 東北医科薬科大学, 医学部, 助教 (50508603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川内 健史 公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (60397544)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 神経細胞移動 / ロコモーション移動 / 多極性細胞

Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質形成過程において、脳室帯を出た神経細胞はまず多極性細胞になり、その後極性を獲得して一本の先導突起を持つロコモーション細胞となって脳表層までの長い距離を移動し、整然とした層構造を形成する。この神経細胞移動のうち、最も長い距離を占めるロコモーション様式の移動は、正常に機能する脳を作る上で極めて重要な過程であるにも関わらず従来直接的な解析が難しかった。申請者は独自の観察-解析系を確立し、Srcファミリーキナーゼがこの移動に重要な役割を果たしていることを示してきた。Srcファミリーキナーゼは、がん遺伝子として単離され様々な細胞現象に関わることが知られているが、脳におけるその主要な基質はロコモーション移動に関与しないことから、このキナーゼがどのようにしてロコモーション様式の移動を制御しているかは不明であった。本研究では大脳皮質のスライス培養法や超解像顕微鏡レベルでの細胞内小器官の動態解析、生化学的手法などを用いて、Srcファミリーキナーゼがロコモーション様式の移動をどのように制御しているかを、その上流・下流の経路まで解析して、脳形成における役割を明らかにすることを目的としている。昨年度まで研究により、Srcファミリーキナーゼの上流であるCskがロコモーション移動やロコモーション移動に移る前の初期段階の移動にも一定の役割を果たしていることが示唆された。本年度はCskのRNAiベクターを導入した大脳皮質のスライスをタイムラプス観察し、個々の移動神経細胞の形態変化の様子を詳細に解析したところ、移動神経細胞の先導突起の根元に特徴的に観られるdilationという膨らみに異常はなく、移動速度にも異常がないことが分かった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナによる度重なる教育業務のスケジュール変更が行われたため、研究遂行がやや遅れている。
これまでに、Srcファミリーキナーゼの上流分子Cskの機能抑制によって移動神経細胞のどの段階が異常になるかの解析として、子宮内エレクトロポレーション法を用いてEGFP発現ベクターおよびCskのRNAiベクターを共導入した大脳皮質を振動刃ミクロトームでスライスし、これをタイムラプス観察し、個々の移動神経細胞の形態変化の様子を詳細に解析した。その結果、移動神経細胞の先導突起の根元に特徴的のdilationという膨らみが形成される割合に異常はなく、移動速度にも異常がないことが分かった。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究から、神経発生にはSrcファミリーキナーゼの活性が必要だが、その活性が厳密に制御される必要があることが分かってきた。神経細胞移動は多段階の過程からなるが、ロコモーション移動とロコモーション移動に移る前の初期段階の移動ではSrcファミリーキナーゼの活性制御が異なるようなので、これらの違いを実験的に確認することにより研究をまとめていく。

Causes of Carryover

新型コロナによる度重なる教育業務のスケジュール変更が行われたため、研究遂行が遅れた。次年度は今のところ研究室閉鎖の予定はないので、遅れた分の研究を行う。