2014 Fiscal Year Research-status Report
神経幹細胞の分化に際し速やかに発現変動する遺伝子の脳組織形成への関与
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25430035
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
川口 綾乃 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90360528)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経前駆細胞 / 神経発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類大脳の発生過程で、神経幹細胞は放射状に長い形態をしており、細胞体を細胞周期に応じてエレベーター運動させつつ、脳室面で分裂する。この分裂によって誕生する娘細胞のうち、一部は中間前駆細胞やニューロンへと分化し、脳室面から離脱して外側へと移動する。このように、分化した細胞が脳室面から速やかに移動し出て行くことは、限られた領域である脳室面で、神経幹細胞が効率的に増殖を繰り返すために必須の現象であるが、その詳しい分子機構は明らかとなっていない。
これまでの単一細胞レベルでの研究から、神経幹細胞が分化と時間変化に伴って変化させる遺伝子のリストを得ている。リストのなかから幾つかに対して、in vivoエレクトロポレーションを用いた過剰発現および発現阻害等の機能実験を行い、その表現型を検討した。特に、ある遺伝子を過剰発現させると、細胞の分化状態には影響を及ぼさないまま全て脳室面から離脱する現象を既に観察していたことから、本遺伝子の機能についてより詳細な解析を行った。この遺伝子の発現を抑制するためsiRNAによるノックダウン実験を行ったところ、人工的な分化により誘導される細胞の脳室面からの移動が阻害された。さらに、内在性の発現を阻害した場合でも、分化した細胞で発現する転写因子（Tbr2)陽性細胞の脳室面からの移動が遅延する結果が得られた。これらの表現型は異なるターゲット領域を対象とするsiRNAで同様に観察され、またsiRNAが効かない本遺伝子cDNAを発現させることでレスキューすることが可能であった。これらの結果から、本遺伝子は、分化早期のタイミングで発現開始し、分化した細胞が脳室面から離脱する局面で機能していることが示唆された。尚、解析の一部には、分化早期の細胞を可視化すべく当研究室で作成したGadd45g-トランスジェニックマウスを用いた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
神経幹細胞の発生時期に応じた遺伝子発現変化と細胞周期進行に関しては、現在論文投稿後のリバイス実験中である。
ノックダウン実験の表現型を解析するための実験系については、検討を重ねた結果、目的に対して適当である方法を確立することが出来た。
また、本遺伝子の過剰発現によってみられる細胞移動をタイムラプス観察したところ、ヒトなどより高度な脳組織構造を持つ生物種の発生期にみられる神経幹細胞の一種oRG (outer radial glia)の移動様式との類似点が観察された。この結果はoRGの誕生機構の解明など今後の研究発展につながる可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経幹細胞の発生時期に応じた遺伝子発現変化と細胞周期進行に関しては、現在論文投稿後のリバイス中であり、必要な追加実験を行って早期の論文掲載を目指す。
また、分化後早期に発現開始して脳室面離脱に関与する可能性の高い遺伝子について、その過剰発現によってみられる細胞移動をタイムラプス観察したところ、ヒトなどより高度な脳組織構造を持つ生物種の発生期にみられる神経幹細胞の一種oRG (outer radial glia)の移動様式に酷似していることが観察された。本遺伝子がoRGの誕生に関与している可能性について、oRGが存在することが報告されているフェレットやマーモセットを用いて、発現様式の検討を細胞レベルで行い検討する。結果に応じてフェレット胎児脳での機能阻害実験を考慮したい。
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| Causes of Carryover |
現在投稿中の論文がリバイス中であり、受理された場合、次年度に当初予定した以上の掲載料が必要となる見込みとなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Open accessの論文掲載料としておよそ７０万円が必要でありこれに使用する。
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