皮質脊髄路の神経回路機構解明のためのシングル核RNAシーケンシング

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K20701
• Research Institution: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• Principal Investigator: 高田 裕生 沖縄科学技術大学院大学, 神経回路ユニット, ポストドクトラルスカラー (90952747)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: SnRNAseq / 皮質脊髄路ニューロン / 手指巧緻性

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、霊長類特異的な手指の巧緻動作を可能にする皮質脊髄路ニューロンの特異性をRNAレベルで明らかにすることを目的に研究を行っている。手指の巧緻動作には皮質脊髄路ニューロンと脊髄の運動ニューロンが直接シナプスを形成する直接路が関与していることが知られている。また、皮質脊髄路ニューロンが形成する皮質脊髄路はげっ歯類と霊長類で異なっている。しかし、皮質脊髄路の構造や機能を制御する機構に関しては未だ不明な点が多い。そこで本研究では、皮質脊髄路ニューロンを同定し、細胞単位や核単位で解析が可能であるSnRNA-seqを用いて皮質脊髄路ニューロンの多様性や特徴を明らかにする。まず、それぞれの動物種の皮質脊髄路ニューロンを同定するために脊髄にウイルスベクターを注入し、脳内での発現を確認することにした。これまでに、霊長類（マカクザル）の脊髄にAAVを注入し、その後取り出した脳から核を単離した。そして、単離した核の数％からAAVによって導入されたGFPの発現を確認した。次にこれらの核のSnRNA-seqを先行研究の手順に従い実行した。しかし、先行研究はげっ歯類を用いて行われていたため、先行研究の方法をそのまま霊長類に適応させることができなかった。そこで霊長類に適した方法を模索し、霊長類の核に適した核の単離方法を確立した。今後はこの方法でAAVを注入した霊長類のSnRNA-seqや他の動物種のSnRNA-seqを実施し、皮質脊髄路ニューロン特異的な遺伝子発現を明らかにするための実験を行う。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

霊長類の核の単離方法について、一部想定外の想定外の結果が生じ追加の検証が必要となったものその間に解析方法の習得やげっ歯類の実験手順の習得などおおむね順調に進行していると考えられる。今後げっ歯類やマーモセットなどのデータの準備を行っていく。

Strategy for Future Research Activity

研究の進捗はおおむね順調に進行していると考えられるので、今後は計画通りそれぞれの動物種のSnRNA-seqを進めていく。そして得られたデータの解析を行い結果の公表ができるように論文執筆や学会での発表を行っていく。

Causes of Carryover

今年度は実験計画は、おおむね順調に進んだがマカクザルの研究に主に注力し、他の動物種の研究は準備に留まったため、来年度早々に実験を行うこととなった。上記の理由により次年度使用額が生じた。