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神経幹細胞の発生段階依存的な外部刺激応答性を規定するエピジェネティクス機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18J11751
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Neurochemistry/Neuropharmacology
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 竹生田 淳  九州大学, 医学系学府, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords神経幹細胞 / エピジェネティクス / BMP / 神経発生
Outline of Annual Research Achievements

骨形成因子(BMP)は胎生中期神経幹細胞をニューロンへ誘導し、胎生後期神経幹細胞をアストロサイトへ分化促進する。そこで下流の転写因子(P-Smad)の標的遺伝子が変化する可能性を考え、ゲノムワイドな解析を行った。胎生中期及び後期の比較から、P-Smadが認識する配列自体には変化しない一方で、P-Smadは時期特異的に結合領域を変化させ、胎生中期ではニューロン、後期ではアストロサイト関連遺伝子を制御することが明らかとなった。
次に、全ゲノムDNAメチル化データから、胎生中期特異的な結合領域は、中期及び後期を通じて低メチル化状態であり、胎生後期特異的な結合領域は中期から後期にかけて脱メチル化される事が分かった。また、転写因子等の結合が可能なオープンクロマチン領域を調べたところ、胎生中期及び後期に特異的なP-Smad結合領域は、それぞれの時期でより開いた状態だった。
また、時期特異的な結合領域には、胎生中期ではニューロン分化に関与する転写因子(Sox11、Brn2)、胎生後期ではグリア分化に関係する転写因子(Nfia、SoxEファミリー)の結合配列も認められ、ChIP-seqデータベース(ChIP-Atlas)から、P-Smadは高頻度にSoxファミリーと結合領域を共有する事が分かった。中でも、Sox11は胎生中期に、Sox8は胎生後期に発現が高く、免疫沈降実験ではP-Smadとのタンパク質間相互作用も認められた。さらに、これらはBMP刺激時の胎生神経幹細胞において、ニューロン分化(Neurog1)やアストロサイト分化(Gfap)関連遺伝子を制御する事が分かった。
以上、P-Smadはクロマチン状態やパートナー転写因子の変換により標的遺伝子を変化させ、胎生中期及び後期の神経幹細胞のBMP応答性変化に寄与していることが明らかとなった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(5 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] New aspects of glioblastoma multiforme revealed by similarities between neural and glioblastoma stem cells2018

    • Author(s)
      Kawamura Yoichiro、Takouda Jun、Yoshimoto Koji、Nakashima Kinichi
    • Journal Title

      Cell Biology and Toxicology

      Volume: 34 Pages: 425-440

    • DOI

      10.1007/s10565-017-9420-y

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 転写因子SOX8はNFIAと協調的に胎生期神経幹細胞のアストロサイト分化を促進する2019

    • Author(s)
      竹生田淳、堅田明子、今村拓也、中島欽一
    • Organizer
      第42回分子生物学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] BMP応答性から読み解く、発生期神経幹細胞の分化制御機構2019

    • Author(s)
      堅田明子、竹生田淳、中川拓海、本田瑞希、中島欽一
    • Organizer
      第42回分子生物学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Transcription factor SOX8 collaborates with NFIA to confer gliogenic potential on neural stem cells during development2019

    • Author(s)
      Jun Takouda, Sayako Katada, Takuya Imamura, Kinichi Nakashima
    • Organizer
      第12回神経発生討論会(日韓合同)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 経幹細胞がニューロンだけでなくグリア細胞を生み出せるようになるメカニズム2018

    • Author(s)
      竹生田淳、波平昌一、佐野坂司、堅田明子、中島欽一
    • Organizer
      新学術領域(個性創発脳)第3回若手の会・技術支援講習会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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