| 研究領域 | プレッシオ脳神経科学の創生：閉鎖空間における圧縮刺激を介した脳機能の発現原理 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05126
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 近畿大学 (2022-2023)
京都大学 (2021) |
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研究代表者 |
中澤 直高 近畿大学, 理工学部, 講師 (90800780)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2023年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
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| キーワード | 神経発生 / メカノバイオロジー / 脳脊髄圧 / 脳脊髄液 / 神経幹細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、脳の形成過程で宿命的に発生する圧刺激が、神経細胞のもととなる神経幹細胞の正常な分裂・分化にどのように影響するのか、を細胞・組織の観察と微小な伸展デバイスの利用を組み合わせて明らかにする。これによって、領域目標である「脳内の圧刺激による脳機能の基盤形成原理の解明」の達成に神経発生の観点から貢献する。
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| 研究実績の概要 |
申請者は脳内を遊走するニューロンを用いた研究から、柔軟な細胞核に加わる圧刺激が細胞核移動やDNA損傷・修復という複数の異なる細胞機能に関与することを見出した。しかしながら、脳内の圧刺激が組織・細胞によってどのように検知され、神経ネットワーク形成の基盤となる神経幹細胞分化や細胞移動に影響するのかは明らかでない。神経幹細胞は、脳脊髄液に満たされた脳室に面した脳室帯に存在するため、脳脊髄液に由来する水圧が圧刺激の要因となることが予想される。そこで本研究では、脳室帯を含む神経上皮組織に着目し、脳発生期における脳内の圧刺激が神経幹細胞分化に影響するかを明らかにする。 申請者は、神経上皮組織が脳脊髄液由来の圧力を組織の伸展率に変換することで、圧力の変化として検知している可能性を考えている。この可能性を検証するため、独自の圧刺激付与デバイスを作製した。さらに、作製したデバイス上で神経上皮組織を培養し、顕微鏡下で上皮細胞の頂端面の動態が観察可能であることを確認した。他方、神経上皮組織内で神経幹細胞は混み合った状態にあり、一般的に未分化な幹細胞がもつ細胞核は特に柔軟であるため、頂端面に平行な方向に起こる対称分裂などにより周辺の神経幹細胞がもつ細胞核は大きな圧刺激を受けると予想される。細胞核に加わる圧縮力を定量するためのセンサーを森松班と共同で作製し、培養神経細胞でこれらが正常に細胞核に局在しうることを確かめた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年4月、研究室主宰者として申請者は近畿大学理工学部エネルギー物質学科に着任した。ゼロから新規の研究室を立ち上げる必要があり、本研究を遂行するための研究・実験環境の整備に時間を要したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
新規に立ち上げた研究室における、本研究に必要な研究・実験環境の整備はほぼ完了している。イメージング機器の移設も完了し、組織、細胞動態の詳細な観察が可能になった。今後は、前所属先で実施予定であった「マイクロデバイスを用いた圧刺激付加時の神経上皮組織動態の観察」「神経細胞核への圧刺激付加時の神経幹細胞動態の観察」を実施予定である。
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