2021 Fiscal Year Annual Research Report
異所性灰白質病態と脳進化に関わる脳室下帯の形成メカニズムの解明
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20H03413
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川口 綾乃 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90360528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 麻友美 名古屋大学, 医学系研究科, 学振特別研究員(RPD) (30551965)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脳室下帯 / 神経幹細胞 / outer radial glia / 神経発生 / ニューロン移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中枢神経系が正常な生理的機能を果たすためには正しく形成された脳組織構造が必要である。本研究は大脳発生における脳室下帯（SVZ）の形成に注目し、幼若ニューロンがSVZ内で自身よりも早生まれのニューロン集団内を移動しつつ、適切なタイミングで皮質板へ侵入開始する機構と、ヒトやフェレットなど脳回を有する生物種の厚いSVZ形成をもたらす機構の解明を目指している。
本年度は、厚いSVZ形成に貢献する外放射状グリア (outer radial glia, oRG) の誕生数を制御する候補分子に注目した実験を中心に行った。oRGの誕生数は胎生初期から中期にかけて増加するため、このタイミングで発現増加する転写因子はその候補となる。この仮説を検討するため、in vivoエレクトロポレーション法を用いて大脳原基にこれらを強制発現させたところ、脳室面よりも外側で分裂する前駆細胞が増加した。このとき３次元的な分裂軸測定によって、脳室面で分裂する前駆細胞の分裂方向が変化していることを確認した。さらに脳原基スライス培養のライブイメージングで、oRG様の細胞が誕生する分裂パターンが増加していることが観察された。興味深いことに、このときの前駆細胞は、代表者らが発見報告したoRG誕生の実行役分子Lzts１強制発現の際に観察された特徴的な細胞挙動に良く似た挙動を示していた。これらのgain-of-functionの実験に加え、これまでに作成できていた変異マウスでの表現型解析も併行して行い、loss-of-functionの状況下での分裂位置の変化の有無について検討を行った。これらの研究成果をまとめ、研究集会で発表し意見交換を行った。
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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
マウスを2系統作成し、それらとノックダウンを組み合わせた実験系を樹立することができた。また、大脳原基スライス培養のライブイメージングによって、神経前駆細胞の分裂軸変化とouter radial glia(oRG)様の形態を示すSVZの前駆細胞増加に関わる新たな分子機構を同定することができた。これらを総合し、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに観察したSVZのニューロン移動の障害が細胞外的あるいは細胞内的な変化であるのか否かを評価する実験系を樹立し、明らかにする。またSVZ特異的に対象遺伝子を単独でノックダウンする操作を行い、Lzts1過剰発現による影響を区別して評価する。得られた結果の信頼性はレスキュー実験等により確認する。これらに加えて、ライブイメージングの追加実験も行う。得られた結果にもとづきヘテロトピア形成の背景分子機構を考察し、学術論文・学会等で報告しフィードバックを得る。
また、これまでの研究により、SVZ前駆細胞の誕生に関与することが示唆される転写因子群については、その下流の遺伝子発現変化を調べるとともに、引き続きloss-of-function studyの解析を行う。さらにより複雑な脳組織構造を持つフェレットを実験モデルとして、強制発現によりoRG誕生を増加させた場合の脳組織への影響を検証する。
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