Mechanisms of subventricular zone formation in heterotopia pathology and brain evolution

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03413
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48010:Anatomy-related
• Research Institution: Okayama University (2022-2023); Nagoya University (2020-2021)
• Principal Investigator: Kawaguchi Ayano 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (90360528)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 麻友美 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (30551965) ; 宮田 卓樹 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (70311751)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経幹細胞 / 神経前駆細胞 / 大脳形成 / 脳進化

Outline of Final Research Achievements

To ensure the proper physiological functions of the central nervous system, a correctly formed brain structure is necessary. This study aims to elucidate the molecular mechanisms generating progenitor cells in the subventricular zone (SVZ) of the developing brain. Focusing on the transcription factor Tox3, which increases its expression in neural progenitors along with development goes, we validated its expression in mice and ferrets. Through in vivo forced expression experiments in mice, live imaging, analysis of downstream gene expression and loss-of-function experiments, we demonstrated that Tox3 induces the repositioning of ventricular zone progenitor cells to become SVZ progenitors.

Free Research Field

発生神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、Tox3が大脳発生において脳を構成する様々な細胞を生み出す前駆細胞の「集団移動」に重要な役割を果たしていることが確認された。また、これらの前駆細胞の集団移動とニューロン分化に伴う細胞移動が共通の分子機構で制御されていることが示された。マウスとフェレットモデルを用いた比較研究の結果は、進化に伴う哺乳類の脳の複雑化を理解するうえでも興味深い成果である。正常な脳発生の理解が深まり、将来的には神経発生異常やニューロン移動障害など関連する疾患の病態理解につながることが期待される。