2014 Fiscal Year Research-status Report
神経発生過程における遺伝子発現動態の解明と神経分化の誘導
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26830010
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
播磨 有希子 京都大学, ウイルス研究所, 研究員 (20712946)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経発生 / 成体脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プロニューラル遺伝子Mash1は、細胞周期を活性化して細胞増殖を亢進させるとともに、細胞周期を止めてニューロン分化を促進するが、このような同一因子が相反する機能を発揮する分子機構に関して未だ不明の点が多い。現在、我々の研究室ではオプトジェネティクス(光遺伝学)の技術を応用して遺伝子の振動発現を光刺激により自在にコントロールする系を樹立した。これは外部から光刺激を与えることによって目的遺伝子のプロモーター活性のON/OFFをコントロールするという新規の方法である。この技術を用いて培養神経幹細胞や脳スライスサンプルにMash1遺伝子の振動発現を誘導させたところ神経幹細胞が増殖し、持続発現を誘導させたところ神経分化が亢進した。以上の実験から、Mash1の発現が振動するか、非振動状態になるかという発現動態の違いでその機能も異なることが明らかになった。
今年度は、Mash1タンパク質の発現量を正確に反映するレポーターを持つトランスジェニックマウスを用い、胎児脳および成体脳から脳スライスサンプルを培養し、Mash1タンパク質の発現パターンの可視化を行った。
また、神経幹細胞の特定の周期を蛍光タンパク質で標識できるFucciマウスの胎児脳および成体脳から神経幹細胞を採取し、FACSにより選択的分取を行い、それぞれのRNA抽出を行った。そして、それぞれ抽出したRNAを次世代シークエンサーにて、網羅的に遺伝子下流発現状態の解析を行った。その結果、胎児脳の神経幹細胞では成体脳の神経幹細胞に比べ、発現量が異なる遺伝子が1000個以上存在することが明らかになった。
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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
平成26年度の研究計画に記載した内容を順調に遂行することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はオプトジェネティクスの技術を応用し、マウス成体脳でMash1の発現パターンを胎児脳と同じような発現パターンに誘導し、休眠状態の神経幹細胞を活性化できるかどうかの検証を行う。
また、胎児脳および成体脳由来の神経幹細胞の発現遺伝子の違いを細胞周期フェーズに分けて解読し、相関関係が明らかになった標的遺伝子の代表的なものについては同様にオプトジェネティクス技術を応用して成体脳神経幹細胞に発現を人為的に誘導させ、どのような変化が起こるか解析を行う。
さらに、活性型の神経幹細胞が極めて少ない老齢マウスの休眠状態の神経幹細胞を活性化させることを目標とし、最終的には、アルツハイマー病のような進行性の脳変性疾患への臨床応用を目指す。
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| Causes of Carryover |
次年度は遂行予定の実験や学会発表も含め、更なる予算が必要と思われるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はマウスを用いた解析が更に増え、多数のマウスを購入する必要があり、さらに遺伝子操作を行う際のプライマーや酵素など、様々な物品に使用する予定である。また、研究成果を発表するため、学会での発表を行う予定である。
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Research Products
(2 results)
