2022 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内mRNA輸送による有胎盤類の大脳皮質拡大メカニズムの解明
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20K07237
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉川 貴子 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90727851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若松 義雄 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (60311560)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射状グリア細胞 / 細胞周期因子 / mRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の脳は、放射状グリア（RG）細胞という神経幹細胞の増殖・分化により形作られる。マウスでは、細胞周期調節因子CyclinD2のmRNAは3´UTR上の配列（CTE）依存的にRG細胞の基底膜突起末端まで輸送される (Tsunekawa et al., 2012）。ゲノム編集技術により作製したCTE欠失マウスではCyclinD2 mRNAは輸送されず、大脳皮質の低形成が認められた。興味深いことに、CTEは有胎盤類にのみ保存され、鳥類や有袋類はCTEが無くCcnd2 mRNAも輸送されない。RG細胞由来のTbr2陽性中間増殖細胞（IPs）は有胎盤類にのみ認められ、有袋類や鳥類では幼若な神経細胞であることから、このmRNA輸送が有胎盤類進化過程の大脳皮質発達に貢献したと考えられる。
上記を検証するため、CTE欠失マウスの大脳皮質を解析したところ、Tbr2陽性IPsが減少し、上層神経細胞層の厚みが減少したことから、CyclinD2 mRNA輸送がIPsの産生を介して上層神経細胞産生を担う可能性がある。次にCyclinD2タンパク質の動態を解析するため、キクメイシ由来の緑色蛍光タンパク質（KikGR）を用いて、基底膜突起先端部への光照射後の赤色KikGR-CyclinD2融合タンパク質をライブイメージングで追跡したところ、基底膜突起内を頂端膜側へと移動する様子が観察された。この結果から、CyclinD2 mRNAが突起先端部で局所翻訳された後、核内に移行して細胞周期を進める可能性が示唆された。最後に、非有胎盤類の突起にCyclinD2を輸送させる前実験として、有胎盤類にマウス型CyclinD2を導入した結果、Tbr2陽性IPsの増殖性が増加したことから、CyclinD2がIPsの増殖性を制御する可能性がある。現在、非有胎盤類へのマウス型Cyclin D2強制発現を遂行中である。
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[Presentation] Evolution of an mRNA transport mechanism in radial glial cells by acquisition of a unique zip code sequence in placental mammals2022
Author(s)
Kikkawa, T., Wakamatsu, Y., Inoue, YU., Suzuki, K., Inoue, T., Osumi, N.
Organizer
第44回 日本神経科学大会
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