細胞膜動態に着目した神経系前駆細胞核運動の機構解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K07223
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 篠田 友靖 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (80505652)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経細胞 / 発生 / 細胞運動

Outline of Annual Research Achievements

大脳原基を構成する主な細胞であり、かつ将来の成熟脳の興奮性神経細胞やアストロサイトを生み出す神経系前駆細胞は、脳膜から脳室面まで達する極めて細長い構造を有し、細胞体のほとんとどを核が占めている。核は細胞周期に応じて細長い細胞の中を動くことがすでに判っており、細胞骨格とそのモータータンパクが核を「運ぶ」、もしくは周囲の細胞の細胞体(核)に「押されて動く」とされている。本研究では当初、この「核が（その直径よりはるかに細い）細胞体の中を動く」という現象が、細胞体を構成する細胞膜の特殊な物性によって担保されているのではと考え、その根底にあるメカニズムを調べようと試みた。
ところが、神経系前駆細胞のいわば集合体である大脳原基自体に特徴的な物性が存在することが研究途中で判明した。生体の特定の組織に認められる弾性繊維というタンパク複合体の主要構成分子であるElastinが脳原基の脳室に面した領域（脳室面）に存在することが判明した。このElastinを特異的分解酵素によって除去すると脳室面の弾性率が下がる、すなわち「柔らかく」なり、かつ「張り」が弱くなることが、原子間力顕微鏡による計測およびレーザー破壊実験により判った。さらにElastinの除去は脳室面近傍での神経系前駆細胞の核運動に異常を引き起こすことも明らかになった。これらの結果から、Elastinによって担われている脳室面の「適切な硬さ、張り」は、神経系前駆細胞の正常な核運動に大きく寄与していることが示唆された。現在、胎生期マウスでElastin遺伝子を破壊することにより脳原基の形状がどのように変化するかを解析中である。