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Elucidation of the mechanisms of differential gene expression in the male and female mice on the sexual differentiation of the cerebral cortex

Research Project

Project/Area Number 21K15097
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Ochi Shohei  東北大学, 医学系研究科, 助教 (30884217)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords性差 / 性分化 / 大脳皮質 / 神経分化 / 組織構築 / Pax6 / RNA-seq / マウス / 胎生期
Outline of Research at the Start

哺乳類の脳には、性差が存在する。脳の性分化には、出生前後に精巣から分泌されるテストステロンの影響によって雄化され、脳の性分化に応じて雌雄で異なる行動がみられる。しかし、胎仔期の雌雄の大脳皮質においては、遺伝子発現量の差異が存在するのか、性分化を誘導する分子機構が存在するのかについてはほとんど分かっていない。本研究では、胎仔期の雌雄の大脳皮質に着目し、遺伝子の発現量・発現領域の差異を探索する。これらの解析は、性ホルモン分泌以前の胎仔期の脳における遺伝子発現量の性差が、脳構築の遺伝的プログラムの性差となり、生後において雌雄の行動が規定されるという新規のメカニズムの発見に繋がる可能性がある。

Outline of Final Research Achievements

Sex differences are known to exist in mammalian brains. Sexual differentiation of the brain has been thought to primarily progress after birth, largely due to sex hormones released perinatally. However, we found that sex differences in gene expression and tissue architecture appeared in the embryonic mouse telencephalon. While sex hormones have conventionally been believed to play a crucial role in brain sexual differentiation, our findings suggest that sex differences may be established as a genetic program even during the embryonic period, when sex hormones are less dependent.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳の性差は、出産前後以降の性ホルモンによって決定されると考えられてきた。しかし、本研究における解析から、胎生期の大脳皮質において既に遺伝子発現や組織構築に関して性差が現れる可能性を成果として見出した。自閉スペクトラム症を含む神経発達障害は、発症頻度や病態に性差が存在することが知られているが、本研究にて示唆された遺伝子発現プログラムの性差が病態の原因となる可能性が考えられる。本研究は、学術的に神経発達障害を脳の性差研究という新たな切り口から焦点を当てた研究である。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Thirty Years’ History since the Discovery of Pax6: From Central Nervous System Development to Neurodevelopmental Disorders2022

    • Author(s)
      Ochi Shohei、Manabe Shyu、Kikkawa Takako、Osumi Noriko
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 11 Pages: 6115-6115

    • DOI

      10.3390/ijms23116115

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス大脳皮質原基における雌雄差形成に関わる分子メカニズム解明への取り組み2023

    • Author(s)
      越智 翔平
    • Organizer
      先進ゲノム支援2022年度拡大班会議
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] IntelliBoard system: Development of a novel social behavior evaluation system and its application to autism spectrum disorder model mouse2023

    • Author(s)
      Shohei Ochi, Natsumi Joko, Hitoshi Inada, Noriko Osumi
    • Organizer
      The 21st Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス集団飼育を用いた長期神経発達症様行動特徴の解析2023

    • Author(s)
      越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      第15回自閉症学研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大脳皮質形成過程における Pax6 下流のδカテニンの発現に関する性差研究への取り組み2023

    • Author(s)
      越智 翔平、眞鍋 柊、Seung Hee Chun、吉川 貴子、大隅 典子
    • Organizer
      日本解剖学会 若手研究者の会 2022 年度 春の学校
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 大脳皮質形成過程における Pax6 下流のδカテニンの発現に関する性差研究への取り組み2023

    • Author(s)
      越智 翔平、眞鍋 柊、Seung Hee Chun、吉川 貴子、大隅 典子
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 自閉スペクトラム症モデルマウスにおける前交連の性差の解析2023

    • Author(s)
      上甲 なつみ、越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      第15回自閉症学研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidating the molecular mechanism leading to the sexual differentiation of the murine cortical primordium2023

    • Author(s)
      眞鍋 柊、越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] IntelliBoard system: Development of a novel social behavior evaluation system and its application to Autism Spectrum Disorder model mouse2022

    • Author(s)
      Shohei Ochi, Natsumi Joko, Hitoshi Inada, Noriko Osumi
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IntelliBoard を用いた新規マウス社会行動評価システムの確立2022

    • Author(s)
      越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      第14回自閉症学研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 集団飼育環境における神経発達障害様行動特徴の解析2022

    • Author(s)
      越智 翔平、上甲 なつみ、稲田 仁、大隅 典子
    • Organizer
      第4回共調的社会脳研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Sex difference in the gene expression pattern during murine corticogenesis2022

    • Author(s)
      Shyu Manabe, Shohei Ochi, Takako Kikkawa, Noriko Osumi
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IntelliCage を用いた自閉スペクトラム症モデルマウスの行動解析2022

    • Author(s)
      蘭 子国、越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      第14回自閉症学研究会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス大脳皮質原基における雌雄差を形成する分子メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      眞鍋 柊、越智 翔平、大隅 典子
    • Organizer
      NGS発生生物学現場の会2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Understanding sex differences in the expression pattern of the δ-catenin, a downstream to Pax6, in the mammalian corticogenesis2022

    • Author(s)
      Shohei Ochi, Shyu Manabe, Seung Hee Chun, Kikkawa Takako, Noriko Osumi.
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The study towards understanding sex differences in the murine developing cerebral cortex.2022

    • Author(s)
      Shyu Manabe, Seun Hee Chun, Shohei Ochi, Takako Kikkawa, Noriko Osumi.
    • Organizer
      第15回神経発生討論会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 胎生期大脳皮質におけるPax6下流因子δカテニンの発現推移と雌雄差解析2021

    • Author(s)
      越智翔平, 眞鍋柊, Seung Hee Chun, 吉川貴子, 大隅典子.
    • Organizer
      日本解剖学会 第67回東北・北海道連合支部学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 胎生期大脳皮質におけるPax6下流因子δカテニンの発現推移と雌雄差解析2021

    • Author(s)
      越智翔平, 眞鍋柊, Seung Hee Chun, 吉川貴子, 大隅典子.
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The analysis towards understanding sex differences in the murine developing cerebral cortex2021

    • Author(s)
      Shyu Manabe, Shohei Ochi, Takako Kikkawa, Noriko Osumi
    • Organizer
      44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society The 1st CJK internatonal Meeting
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The study towards understanding the expression patterns and the sexual differences of the δ-catenin, a downstream to Pax6, in the mammalian corticogenesis2021

    • Author(s)
      Shyu Manabe, Shohei Ochi, Seung Hee Chun, Takako Kikkawa, Noriko Osumi.
    • Organizer
      The 80th Fuihara Seminar Molecular and cellular mechanism of brain systems generating individuality
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 東北大学大学院医学系研究科発生発達神経科学分野・研究内容

    • URL

      http://www.dev-neurobio.med.tohoku.ac.jp/researchoutline/osumi/sexual/index.html

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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