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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Subtype conversion of mature neurons in cerebral cortex

Research Project

Project/Area Number 18K19378
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

仲嶋 一範  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90280734)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Keywords神経細胞 / 分化 / 大脳皮質
Outline of Annual Research Achievements

脳には多くのサブタイプの神経細胞があり、それぞれ特有の線維連絡をしている。それらは、神経前駆細胞が次第にその分化能を変化させ産生されると考えられてきた。しかしながら我々は最近、少なくともある種については未熟な神経細胞ではまだ特異化されておらず、その神経細胞が最終的に配置された場所の細胞外環境の影響によってサブタイプが変わりうることを発見した。そこで本研究では、生体内で成熟神経細胞を分化転換させ、サブタイプを人為的に変換させることを目的にした。
深層神経細胞の運命決定を制御する転写因子Fezf2を浅層神経細胞で強制発現させると、浅層型サブタイプから深層型サブタイプの神経細胞へと分化転換するが、この分化転換が起こるのは出生直後までに限られ、成熟神経細胞は分化転換しないことが報告されていた。そこで昨年度までに、Fezf2による分化転換が可能である未成熟神経細胞の系を用いて、Fezf2の機能を強化する分子の探索を行い、いくつかの因子の強制発現や発現抑制がFezf2の分化転換効果を著しく促進することを見出した。本年度の研究では、見出した因子を成熟浅層神経細胞で強制発現し、その効果を検討した。その結果、未成熟神経細胞で高効率に分化転換を誘導する転写因子の組み合わせを単純に成熟神経細胞に発現させても分化転換は起こらなかった。しかしながら、分化転換の抑制に関与する因子をノックダウンした上でこれらの転写因子群を強制発現すると、いくつかの深層サブタイプのマーカー分子の発現が誘導された。さらに、この時の投射軸索では軸索伸長の再活性化が観察された。さらなる検証が必要であるものの、これらから成熟神経細胞における分化転換の可能性が示唆された。
本研究では、分化転換抑制因子を発生期から抑制しているため、すべての人為的操作を成熟神経細胞で行い分化転換を誘導することが残された課題である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Francis Crick Institute(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Francis Crick Institute
  • [Presentation] i-Gonad法を用いて、発生期大脳皮質の細胞外環境が細胞に与える影響を効率的に解析する2020

    • Author(s)
      吉永怜史、本田岳夫、根本愛子、長谷川紘之、大石康二、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] 皮質下投射ニューロンへの分化リプログラミング時における転写制御機構(Transcriptional networks to specify subcortical projection neurons in subtype reprogramming)2020

    • Author(s)
      大石康二、仲嶋一範
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] 大脳新皮質第4層ニューロンのサブタイプ特異的分化に寄与する細胞外シグナルの解析(Analysis of extrinsic signals for layer 4 subtype specification in the neocortex)2020

    • Author(s)
      長谷川紘之、大石康二、山本亘彦、仲嶋一範
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] Neuronal migration and layer formation in the developing cerebral neocortex2019

    • Author(s)
      Kazunori Nakajima
    • Organizer
      EMBO Workshop “Emerging Concepts of the Neuronal Cytoskeleton 5th Edition”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 皮質下投射ニューロンの分化決定における転写制御機構 (Reciprocal interaction of transcription factors to specify the identity of subcortical projection neurons)2019

    • Author(s)
      大石康二、仲嶋一範
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会合同大会(Neuro2019)
  • [Presentation] 大脳皮質の形成機構2019

    • Author(s)
      仲嶋一範
    • Organizer
      東京慈恵会医科大学大学院「脳・神経科学研究法概論」
    • Invited
  • [Presentation] 大脳皮質の形成機構2019

    • Author(s)
      仲嶋一範
    • Organizer
      山口大学医学部特別専門講義
    • Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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