2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of temporal patterns in stem cells in multiple-germinal zones during complex brain development
Publicly Offered Research
| Project Area | Interplay of developmental clock and extracellular environment in brain formation |
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| Project/Area Number |
17H05779
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
松崎 文雄 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (10173824)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経幹細胞 / 複雑脳 / 脳回 / フェッレット / 発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑脳を形成するフェレットをモデルとして、神経幹細胞の時空間的な変化を追跡してきた。これまでの解析から、幹細胞帯が脳室帯と外脳室帯に別れた後も、基本的には、ニューロンを作り出す幹細胞identityの時間変化はほぼ同時に進行していることが判明した。しかし、神経層にまでニューロンが到達するのに要する時間が大きく違うため、同じ誕生日のニューロンでも、誕生した場所が脳室帯か外脳室帯(outer subventricular zone)かによって、異なる神経層に到達しているようである。この結果は、神経のidentityが誕生日だけで全て決まっているのではないという最近のいくつかの研究を支持する。
一方で、フェレットは誕生後も神経発生が生後１０日ぐらいまで引き続くが、脳室帯と外脳室帯ではこの時点から大きくことなる事態が進行することも判明した。外脳室帯はそのまま神経産生を続け、グリア前駆体も生じてくるのに対して、脳室帯ではsox2+細胞（神経幹細胞）の核の往復運動や神経発生はほとんど停止する。そして、細胞の整列が進行し、数層のキューブ状（とりわけ細胞核）の細胞の列が形成される。これらの細胞は脳室面に太いendfootを伸ばしている。これらの多くの細胞がFoxj1陽性であり、その後、核が脳室面に移動し、主に脳室面を敷き詰めるependimal cell（Foxj1陽性）になることが判明した。また、ヒト脳の発生過程では、神経発生の後半、脳室帯にはradial gila (神経幹細胞）の長いファイバーが途中で切れたような形態をとるCryab遺伝子発現が陽性のtruncated radial gliaという細胞が出現することが知られている。Cryab陽性の細胞もこのレンガ壁状の構造に見出されるが、その数は少ないことが判明した。
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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
複雑脳を形成するフェレットをモデルとして、神経幹細胞の時空間的な変化を追跡してきた。これまでの解析から、幹細胞帯が脳室帯と外脳室帯に別れた後も、基本的には、ニューロンを作り出す幹細胞identityの時間変化はほぼ同時に進行していることが判明した。
一方で、フェレットは誕生後も神経発生が生後１０日ぐらいまで引き続くが、脳室帯と外脳室帯ではこの時点から大きくことなる事態が進行することも判明した。外脳室帯はそのまま神経産生を続け、グリア前駆体も生じてくるのに対して、脳室帯ではsox2+細胞（radial glia）の核の往復運動や神経発生はほとんど停止する。そして、細胞の整列が進行し、数層のキューブ状（とりわけ細胞核）の細胞の列が形成される。脳室面に太いendfootを伸ばしているこれらの細胞の多くがFoxj1陽性であり、その後、核が脳室面に移動し、主にependimal cell（Foxj1陽性）になることが判明した。また、Cryab陽性のtruncated radial glia様の細胞も存在するが数は少ないことがまでが判明したことから、新たな知見が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、神経分化が脳室帯ではほぼ終了したところで、次に訪れるependymal cell (脳室の表面を形作る上皮細胞）とグリア細胞の前駆細胞の形成が共通の時空間的な履歴を経ることが判明したが、その前駆細胞群が層状の構築を取るという不思議なプロセスを経るといういう知見は、マウスでは見られないものであり、脳回を持つ哺乳類の脳に特徴的な現象である可能性が考えられる。この細胞ブロックの構築過程とその生理的意義を今後追求してゆく方針である。
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Research Products
(9 results)
