2019 Fiscal Year Annual Research Report
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19H03237
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
花嶋 かりな 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (80469915)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ブロードマン脳地図 / 領野 / 大脳皮質 / 発生 / ニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の神経発生研究の進展により、大脳皮質の層特異的な神経回路の形成を担う分子やその作用機序が明らかになってきたが、大脳皮質の進化において表面積の増加とともに数が増大し、脳の機能局在をあらわす領野の構築メカニズムについてはこれまで不明な点が多く残されてきた。本研究はブロードマン領野の細胞構築の形成メカニズムを明らかにするために、発生期大脳皮質の領野特異的細胞に発現する分子群の機能に焦点をあて、哺乳類特有の脳地図を解読することで大脳皮質神経回路の情報処理特性と動作原理を解明することを目的としたものである。今年度は大脳皮質神経幹細胞が増殖期から分化期に移行するタイミングで一過的に発現上昇するNeurog2に着目し、時系列の異なる細胞群の抽出を行うためにNeurog2の誘導型Cre組み換え酵素(CreER)のノックインマウスを用いた細胞系譜解析とタモキシフェンによるCreの時期特異的活性化を行った。同一時間に生み出される神経前駆細胞の動態をタイムラプスイメージングにより可視化することで、大脳皮質の異なる神経細胞サブタイプの経時的な細胞の分化・配置パターンについて解析した。また細胞移動から樹状突起形成までの過程を四次元的に捉え、これまで関連性が不明であった胎生期における神経前駆細胞と分化後の領野特異的細胞特性の発現のタイミングを明らかにした。これらの結果より、大脳皮質の領域特異的ニューロンの性質が細胞周期離脱後の早い時期で決定される可能性が新たに示された。
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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
本年度はCOVID-19によるマウス室への入室制限による動物実験の遅延が生じたが、その他の実験については概ね予定通りに遂行された。
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| Strategy for Future Research Activity |
大脳皮質の第4層のニューロンは末梢感覚器官からの情報伝達を担い、ブロードマン脳地図においても領野間で最も厚さが異なることから、第4層ニューロンの分化機序を担う分子メカニズムを解明することは大脳皮質領野形成において重要な課題として残されている。今年度は前年度 までに確立した時期特異的産生細胞の標識システムを用い、体性感覚野の第4層ニューロンが生み出されるタイミングでタモキシフェンを投与 したのちに大脳皮質細胞を分散、培養を行いTdTomato標識細胞のダイナミクスについて以下の項目に焦点を当てて解析を行う。1)in vitro培養下における、運動野および体性感覚野特異的マーカー発現および樹状突起パターンの解析。2)発生期における領野間の特性が獲得されるタイミングを明らかにするために、異なる段階で各領域から単離されたtdTomato 陽性細胞のin vitro培養系および単一細胞トランスクリプトー ムから得られた分子群を導入し、大脳新皮質ニューロンの不均一性がどのように生み出されるかについて明らかにする。
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