2014 Fiscal Year Research-status Report
遅生まれ皮質神経細胞が脳梁への軸索を確立するための分子機構の解明
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25430046
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| Research Institution | Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center |
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Principal Investigator |
田畑 秀典 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 神経制御学部, 室長 (80301761)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経細胞移動 / 神経回路 / 神経発生 / 大脳皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類大脳皮質神経細胞は脳室帯(VZ)あるいは脳室下帯(SVZ)で誕生し、脳表面側へと移動する。VZに直接由来する集団は多極性形態をとりながらSVZ下部に約24時間留まり、その後、双極性細胞へと変化して皮質板(CP)へと侵入することを観察した。多極性細胞が留まるSVZ下部を多極性細胞蓄積帯(MAZ)と呼ぶ。一方、VZ離脱後もさらに分裂する集団はMAZに特異的に留まることなく中間帯(IZ)に広く分布する。前者の集団をSEP (slowly exiting popula tion)、後者をREP (rapidly exiting population)と呼ぶ。SEPはMAZから移動を再開する時期に軸索を内側へと伸ばし、中間帯下部に脳梁の線維束を作る。このことから、研究計画当初はSEPとREP はそれぞれ異なる線維連絡を持つ神経細胞へと分化する可能性を想定し、実験計画を立てた。初年度はSEPとREPをある程度区別してラベルする方法を開発し、その線維連絡を特に脳梁線維と連合線維との違いに注目して観察した。しかし系譜解析の困難さから、両者が異なった線維連絡を形成することを示唆する観察は得られなかった。そこで昨年度は(1)REPとSEPの標識方法を工夫し、発生が進行しても、その細胞系譜を追跡できる系を開発すること、(2)まずは脳梁線維と連合繊維（同側の領野間を結ぶ）の形成過程の違いを明らかにし、その後にSEPとREPの両者への貢献度が違うのかを検証することの２つの面から研究の推進を試みた。in utero electroporationにより様々な領野へのラベリングを行い、その軸索束の走行を観察したところ、ある条件下で前頭前野へ投射する神経細胞の集団をラベルできることを確認した。
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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
左右の大脳半球を結ぶ脳梁線維と同側の領野間を結ぶ脳梁線維を区別して観察することは出来ており、特に前頭前野への軸索投射を可視化できるようになったことで、研究課題の遂行への道が開けた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前頭前野への軸索がどのように発生するのか、脳梁形成過程とはどのように異なるのかを詳細に観察する。その観察結果を踏まえて、SEPが脳梁線維、REPが前頭前野への投射を含めた連合線維を形成する可能性について検討する。
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| Causes of Carryover |
昨年度に行う予定であった脳梁線維、連合繊維形成に関わる分子機構の探索は、REPとSEPを区別してラベルし、これらの神経細胞の発生運命を解析することが出来なかったため、次年度に行うこととなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
REPとSEPの発生運命の解析は困難が伴うが、in utero electroporation (IUE)により前頭前野への投射を含めた連合線維のラベルが可能になった。次年度はさらにIUEを繰り返し、この投射がどのような機序で発生するのかを記載する。このため、多くの妊娠マウスを購入する。また脳梁線維の形成との違いがどのようにして生じるのかを物質的に明らかにするため、候補分子のノックダウンや強制発現実験を行う。このため、分子生物学用のキット類や特異抗体を購入する必要があり、多くの資金が必要となる。
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[Journal Article] Time-lapse imaging of cell cycle dynamics during development in living cardiomyocyte.2014
Author(s)
Hisayuki Hashimoto, Shinsuke Yuasa, Hidenori Tabata, Shugo Tohyama, Nozomi Hayashiji, Fumiyuki Hattori, Naoto Muraoka, Toru Egashira, Shinichiro Okata, Kojiro Yae, Tomohisa Seki, Takahiko Nishiyama, Kazunori Nakajima, Asako Sakaue-Sawano, Atsushi Miyawaki, and Keiichi Fukuda
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Journal Title
J. Mol. Cell. Cardiol.
Volume: 72
Pages: 241-249
DOI
Peer Reviewed
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