2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanisms of differential gene expression in the male and female mice on the sexual differentiation of the cerebral cortex
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21K15097
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
越智 翔平 東北大学, 医学系研究科, 助教 (30884217)
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2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 性差 / 性分化 / 大脳皮質 / 神経分化 / 組織構築 / Pax6 / RNA-seq / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含む哺乳類の脳には、脳のサイズや形態、病気の発症頻度に関する性差が存在することが知られている。脳の性分化決定には、出生前後における精巣由来の性ホルモンの寄与が大きく、主に生後に進行すると考えられてきた。そのため、性ホルモンの影響が少ない胎性期における脳の組織構築に関する雌雄差はほとんど未解明である。私たちは、神経分化が盛んな時期（胎齢14.5日齢）における野生型由来および神経発生の鍵因子であり性差の関与が示唆されるPax6変異マウス由来の雌雄胎仔終脳を用いたバルクRNA-seq解析（網羅的遺伝子発現解析）を実施した。加えて、先進ゲノム解析研究推進プラットフォームの支援を受け、Pax6変異マウス雌雄胎仔脳を用いシングルセルRNA-seq解析を実施した。また、雌雄のPax6変異マウスの大脳皮質原基における組織学的解析を実施し、神経分化に関する雌雄差を探索した。
野生型マウス終脳由来のRNA-seq解析・組織学的解析を通じ、胎齢14.5日に遺伝子発現様態に雌雄差が形成され、胎齢17.5日の雌胎仔大脳皮質原基において中間帯の領域が増加するという表現型として現れた。一方、細胞増殖や細胞死に関しては雌雄差を認めず、野生型マウス胎仔大脳皮質原基における雌雄差は、軽微であることが示唆された。一方、Pax6ヘテロ接合型変異マウス終脳由来のRNA-seq解析・組織学的解析の結果として、胎齢14.5日において野生型より多数の遺伝子において雌雄差を見出した。加えて、Pax6ヘテロ接合型変異マウスは、大脳皮質の層構造の差異が胎齢14.5日において現れたことから、組織構築に関する表現型が前倒しになり表出する可能性を考えている。
本研究の成果は、性ホルモンへの依存度が低い環境にて、遺伝的なプログラムの性差が影響し、胎生期から大脳皮質の性分化が運命決定されるという仮説を補助する知見となり得る。
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| Remarks |
東北大学大学院医学系研究科発生発達神経科学分野・研究内容
http://www.dev-neurobio.med.tohoku.ac.jp/researchoutline/osumi/sexual/index.html
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