2013 Fiscal Year Annual Research Report
脳室下帯内神経幹細胞の産生とその幹細胞性維持の分子機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Neural Diversity and Neocortical Organization |
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| Project/Area Number |
25123727
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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 – 2015-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / 神経幹細胞 / 進化 / 神経発生 / 神経分化 / 神経細胞移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質神経細胞は脳室帯(VZ)もしくは脳室下帯(SVZ)から産生される。ヒトを含めた霊長類の胎児においてはSVZが著しく発達し、膨大な神経細胞の産生を可能にしている。霊長類のSVZには自己復性能を持つ神経幹細胞が豊富に存在し、これらは長い上行性の突起を伴う特徴的な単極性形態をとる。この細胞はVZの神経幹細胞であるradial gliaと似通った形態と未分化性を有するため、basal radial glia (bRG)と呼ばれる。これは当初、ヒトや霊長類に特異的とされたが、我々を含めた複数の研究グループからマウスにもわずかながら存在することが報告された。我々はさらにマウスにおいて bRGの産生が内側皮質VZに比して外側皮質VZで多いことを記載した。このように、bRGの産生は種間、領野間で制御されており、その分子機構を知る事は、大脳新皮質の種間、及び領野間の多様性を理解する上で不可欠である。そこで本研究課題では、その分子実体を解明する目的で、マウス胎仔大脳の外側、および内側皮質VZ細胞を集め、両者の発現プロファイルをマイクロアレイ法により解析し、両者で発現量の違いが認められる候補分子を同定した。これらの分子に関して、in situ hybridizationによる発現パターンの解析を行い、実際にVZにおいて発現勾配が認められる分子に絞り込んだ。候補分子に関してはゲノム解析を行い、霊長類進化過程で特異的に淘汰圧が変化した遺伝子が幾つか同定された。さらに各候補分子がbRG産生に機能しているかを検討するため、子宮内電気穿孔法による強制発現を行い、VZからの離脱とその後の分裂能を解析した。その結果、bRG産生に大きな影響が観察されるいくつかの分子を同定した。
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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
bRGに影響を及ぼす遺伝子のスクリーニングにおいて、in situ hybridizationによる発現パターンの解析を行い、実際にVZにおいて発現勾配が認められる分子が多く同定された。さらに子宮内電気穿孔法による強制発現でbRG産生に大きな影響が観察されるいくつかの分子が同定された。またゲノム科学の専門家との共同研究により、これら候補分子の霊長類進化過程における淘汰圧の変化を解析し、複数の候補分子で正、あるいは負の淘汰圧を観察した。これらの成果はFrontiers in Neuroanatomyにて発表した。また子宮内電気穿孔法を用いた候補分子の機能解析、特に重要な候補分子に関してはノックアウトマウスによる解析も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
すでに進行中である子宮内電気穿孔法による候補分子の機能解析を進める。具体的には候補分子の強制発現によりVZを離脱した集団内での分裂能や自己複製能に関してライブイメージングも駆使して観察する。またノックアウトマウスにおいてはSVZの分裂細胞の低下や成体における層構造への影響を明らかにする。霊長類進化過程において特異的な負の淘汰圧が観察された分子に関しては、非コード領域の変化による発現変化がより重要となる。このような分子に関しては転写調節領域に注目して、転写活性の測定や当該領域の進化過程における変化を記載する。これらの解析により、最終的には霊長類でSVZが大きく発達した理由に何らかの答えを出し、論文発表する。
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[Journal Article] SIL1, a causative cochaperone gene of Marinesco-Sjogren syndrome, plays an essential role in establishing the architecture of the developing cerebral cortex.2014
Author(s)
Yutaka Inaguma, Nanako Hamada, Hidenori Tabata, Ikuko Iwamoto, Makoto Mizuno, Yoshiaki V Nishimura, Hidenori Ito, Rika Morishita, Motomasa Suzuki, Kinji Ohno, Toshiyuki Kumagai & Koh-ichi Nagata
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Journal Title
EMBO Mol. Med.
Volume: 6(3)
Pages: 414-429
DOI
Peer Reviewed
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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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