2014 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質上層神経細胞の分化決定機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Neural Diversity and Neocortical Organization |
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| Project/Area Number |
25123725
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
花嶋 かりな 独立行政法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (80469915)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 大脳新皮質 / 神経幹細胞 / ニューロン / 発生・分化 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多様なニューロンから構成される大脳新皮質は、発生過程で神経幹細胞が分裂と分化を繰り返すことで、遺伝子発現や投射が異なる６層のニューロン層を形成する。大脳皮質を構成するニューロンの中でも、上層ニューロンは皮質内の情報伝達を担い脳の高次機能に直接寄与するが、その発生機序については不明な点が多い。そこで本研究では、大脳皮質上層ニューロンの時間的分化ポテンシャルを検証した結果、上層ニューロンの産生タイミングを規定する機構として1)神経幹細胞の分化が転写因子Foxg1誘導時に深層ニューロンにバイアスがかかっていること、2) 上層ニューロンの分化が先に産生された深層ニューロンからのシグナルに依存すること、という２つの非排他的な機構が想定された。
初めに前者を検証するために、Foxg1欠損マウスの少数の神経幹細胞へのFoxg1発現ベクターの導入により、Foxg1導入細胞の系譜において深層-上層ニューロンが順次誘導されることを見出した。さらにFoxg1誘導後の神経幹細胞の経時的トランスクリプトーム解析により、Foxg1が転写因子Tbr1を発現抑制することで、上層ニューロンに先駆けて深層ニューロンを産生誘導することが明らかになった。次に深層から上層ニューロンへの移行機構を明らかにするために後者について検討し、遺伝学的手法により深層ニューロンを除去した結果、深層ニューロンの産生延長および、上層ニューロンの産生開始遅延が見出された。
以上の結果から、上層ニューロンの分化決定は細胞自律的プログラムに加え、深層ニューロンからのフィードバックシグナルを統合してなされるという新たな知見が見出された。これにより大脳皮質神経回路形成には上層ニューロンの産生を既存の深層ニューロンに対応させ、胎生期間や脳のサイズが異なる種間においてもニューロン数のバランスを保つ柔軟なしくみを用いていることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Robo1 modulates proliferation and neurogenesis in the developing neocortex.2014
Author(s)
Yeh, M.L., Gonda, Y., Mommersteeg, M.T., Barber, M., Ypsilanti, A.R., Hanashima, C., Parnavelas, J.G. ＆ Andrews, W.D.
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Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 251
Pages: 5717-5731
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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