2018 Fiscal Year Annual Research Report
Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation
Publicly Offered Research
| Project Area | Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation |
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| Project/Area Number |
17H05771
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
畠山 淳 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (90404350)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経幹細胞 / 大脳皮質 / 霊長類 / 脈絡叢 / 脳脊髄液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、霊長類が大きな脳を獲得した機構の理解を念頭に、哺乳類間の「脳サイズの違い」を作り出す機構の解明を目的とする。１）脳脊髄液中の霊長類特有の因子の役割、２）力学的刺激の役割、この２つの観点から解析を進めた。
昨年度に引き続き、マウス胚には発現しておらず、サル胚の脈絡叢（脳脊髄液を産生する器官）に発現する分泌因子を、大脳皮質拡大化因子の候補とし、その候補因子の作用を解析した。この候補因子は、ヒト神経幹細胞の増殖を促進し、マウス胚の脳を拡大化させる。ヒト脳オルガノイドの脈絡叢での発現も確認でき、霊長類の脳の拡大化に貢献している因子である可能性が強く示唆された。マウスでは、この候補因子は胚の時期は発現していないが、成体の脈絡叢では発現している。つまり、発現開始タイミングがマウスと霊長類では異なっている。このヘテロクロニーを制御するゲノム上の責任領域を現在解析中である。
次に、力学的刺激が神経幹細胞の増殖に与える影響について解析を行った。ニワトリ胚で脳圧を下げると、脳が顕著に縮小した。さらに、リン酸化ミオシンの阻害剤をマウス胚の脳室に注入して張力を減弱させると脳サイズが小さくなった。このことは、張力が神経幹細胞の増殖に貢献していることを示唆する。現在、特殊デバイスを用いて張力の影響の詳細を解析中である。また、神経幹細胞が増殖して密度が上がってきた状態を細胞培養で模倣し、細胞の押し合いによる力学的刺激の作用を検討した。RNAseq解析より、押し合いの力は、細胞増殖に抑制的に働くことがわかった。このように、力学的刺激が神経幹細胞の増殖に作用することが明らかになった。種間によってその力にどのような違いがあるかは、今後の課題である。種間で力に違いがあり、脳の拡大化に関与する可能性は十分ある。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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