硬さによる神経前駆細胞の増殖制御メカニズムの解明

• Project/Area Number: 19K23755
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 徳永 雅之 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10845043)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: Arhgap11A / 硬さ / YAP / 神経幹細胞 / 神経発生 / Hippoシグナル

Outline of Research at the Start

緻密に制御された脳組織が立体的に形作られるためには、神経前駆細胞の運命決定がが重要である。しかし、その詳細は不明である。申請者はこれまでの成果から、YAP-ARHGAP11Aネガティブフィードバックループが神経前駆細胞の増殖と分化のバランス制御に重要で、そのループの乱れは不安様行動に影響を与えることを見出している。しかし、このループがどのように制御されているかは不明である。
本研究では、組織内部の硬さと力を測定の可能にした方法を脳組織に応用して、神経前駆細胞の増殖・分化の制御メカニズムの解明から脳組織がどう立体構築されているかの理解および、うつや不安障害など精神疾患治療への発展を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

緻密に制御された脳組織が立体的に形作られるためには、神経前駆細胞が未分化のまま増殖することと発生の決まった時期に神経細胞を生み出すことが重要である。しかし、どのように神経前駆細胞の増殖と分化が適切に制御され、脳組織が形作られているのか詳細は不明である。研究代表者はこれまでの成果から、YAP-ARHGAP11Aネガティブフィードバックループが神経前駆細胞の増殖と分化のバランス制御に重要であることを見出している。しかし、このループがどう制御されているかは不明である。
本研究では、組織内部の硬さと力を測定の可能にした方法(Serwane Nat Methods. 2017)を脳組織に応用して、神経前駆細胞の増殖・分化の制御メカニズムの解明から脳組織がどう立体構築されているかの理解および、うつや不安障害など精神疾患治療への発展を目指す。本年度は、マウス脳組織における硬さ測定法の樹立を試みた。その結果成体マウス脳へ磁性流体を注入し脳組織の硬さを予備的に測定することに成功した。次年度はこの成果をマウス胎児脳への応用を試みる予定である。また、Arhgap11Aの市販抗体の免疫染色における特異性に疑問が生じたため、抗体を受託作製した。その抗体を用いて、マウスES細胞でARHGAP11Aたんぱく質の局在がパッチ状であることを、明らかにした。Arhgap11Aは細胞周期に依存してその発現が変化することが知られており、次年度は細胞周期にも着目し、さらに解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

抗Arhgap11A抗体の特異性に疑問が生じ、急遽Arhgap11A抗体を自作したため、その他の計画に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

今後は、自作したArhgap11A抗体の特異性を確認。マウス胎児脳組織での硬さ測定と、硬さ測定を行った周囲の細胞におけるArhgap11AとYAPの局在を明らかにしていく。また、マウスESコロニーでのArhgap11Aたんぱく質の発現がパッチ状である原因を細胞周期の点からアプローチしていく。