成体脳における静止状態神経幹細胞の増殖・分化制御

• 研究課題/領域番号: 15H02349
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 影山 龍一郎 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (80224369)
• 研究協力者: 播磨 有希子 ; 貝瀬 峻 ; 末田 梨沙 ; 朴 文惠
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円); 2017年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2016年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円); 2015年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: 神経幹細胞 / 成体脳 / 静止状態 / 発現振動 / 光遺伝学 / 成体脳神経幹細胞 / 胎児神経幹細胞 / 発現動態 / Mash1/Ascl1 / Hes1 / レンチウイルス / 次世代シーケンサー

研究成果の概要

Hes1レポーターマウスの成体脳スライス培養によって発現動態を解析したところ、静止状態の神経幹細胞においてHes1は高レベルで持続発現することが分かり、そのためにMash1の発現が抑制されていると考えられた。Mash1陰性の神経幹細胞の増殖能は極めて低いことから、光遺伝学的手法でMash1の発現振動の誘導を試みた。Mash1誘導システムをマウス成体脳の神経幹細胞にレンチウイルスを用いて導入し、光照射によってMash1の発現振動を誘導したところ、１週間後に神経幹細胞の多くが活性化されて新たなニューロンを生み出すことが示された。

研究成果

• [国際共同研究] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [国際共同研究] Max-Delbrueck-Centrum(ドイツ)
• [国際共同研究] The Francis Crick Institute/University of Edinburgh/University of Manchester(英国)
• [国際共同研究] ミシガン大学/University of Cincinnati/Harvard Medical School(米国)
• [国際共同研究] Telethon Institute(イタリア)
• [国際共同研究] Francis Crick Institute(英国)
• [国際共同研究] Max-Delbruck-Center(ドイツ)
• [国際共同研究] Columbia University Medical Center/New York University/Harvard Medical School(米国)
• [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)
• [国際共同研究] 韓国脳研究所(韓国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] An Optogenetic Method to Control and Analyze Gene Expression Patterns in Cell-to-cell Interactions (2018)
  • 著者名/発表者名: Isomura Akihiro、Kageyama Ryoichiro
  • 雑誌名: Journal of Visualized Experiments 巻: 133 号: 133
  • DOI: 10.3791/57149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Illuminating information transfer in signaling dynamics by optogenetics (2017)
  • 著者名/発表者名: Isomura Akihiro、Kageyama Ryoichiro
  • 雑誌名: Current Opinion in Cell Biology 巻: 49 ページ: 9-15
  • DOI: 10.1016/j.ceb.2017.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optogenetic perturbation and bioluminescence imaging to analyze cell-to-cell transfer of oscillatory information. (2017)
  • 著者名/発表者名: Isomura, A., Ogushi, F., Kori, H., and Kageyama, R.
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 31 号: 5 ページ: 524-535
  • DOI: 10.1101/gad.294546.116
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Oscillatory control of Delta-like1 in cell interactions regulates dynamic gene expression and tissue morphogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojo H, Isomura A, Ohtsuka T, Kori H, Miyachi H, Kageyama R
  • 雑誌名: Genes Dev. 巻: 30 号: 1 ページ: 102-116
  • DOI: 10.1101/gad.270785.115
  • NAID: 120005980896
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oscillatory control of Delta-like1 in somitogenesis and neurogenesis: A unified model for different oscillatory dynamics (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimojo H, Kageyama R
  • 雑誌名: Semin Cell Dev Biol 巻: 49 ページ: 76-82
  • DOI: 10.1016/j.semcdb.2016.01.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hbp1 regulates the timing of neuronal differentiation during cortical development by controlling cell cycle progression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N, Kageyama R, Ohtsuka T
  • 雑誌名: Development 巻: 142 ページ: 2278-2290
  • DOI: 10.1242/dev.120477
  • NAID: 120006488606
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deubiquitinating enzymes regulate Hes1 stability and neuronal differentiation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Taeko Kobayashi, Yumiko Iwamoto, Kazuhiro Takashima, Akihiro Isomura, Yoichi Kosodo, Koichi Kawakami, Tomoki Nishioka, Kozo Kaibuchi, Ryoichiro Kageyama
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 印刷中 号: 13 ページ: 2475-2487
  • DOI: 10.1111/febs.13290
  • NAID: 120005670897
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vivo overactivation of the Notch signaling pathway in the developing cochlear epithelium (2015)
  • 著者名/発表者名: Tateya T, Sakamoto S, Imayoshi I, Kageyama R
  • 雑誌名: Hearing Research 巻: 327 ページ: 209-217
  • DOI: 10.1016/j.heares.2015.07.012
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Oscillatory control of neural stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: Keystone Symposium: Neurogenesis during Development and in the Adult Brain
  • 発表場所: Olympic Valley, CA, USA
  • 年月日: 2017-01-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamic transcriptional control of neural stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoichiro Kageyama
  • 学会等名: EMBO Conference “Gene Regulatory Mechanisms in Neural Fate Decisions”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamic transcriptional control of neural stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoichiro Kageyama
  • 学会等名: The Notch Meeting X
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamic transcriptional control of neural stem cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryoichiro Kageyama
  • 学会等名: Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 発生過程におけるダイナミックな遺伝子発現動態の解明と制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 影山龍一郎
  • 学会等名: 第３９回日本光医学・光生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 遺伝子発現動態と神経分化の時間制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 下條博美、影山龍一郎
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト・冬のシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 短周期遺伝子発現リズムの動作原理と意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 影山龍一郎
  • 学会等名: 第23回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic control of neural stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: Volga Neuroscience Meeting 2016
  • 発表場所: Saint Petersburg-Nizhny Novgorod, Russia
  • 年月日: 2016-07-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dynamic control of neural stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
  • 招待講演
• [学会発表] Oscillatory control of multipotency and fate choice of neural stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: Neocortical Organization 3
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2016-02-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Oscillatory control of neural stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: Swiss-Kyoto Joint Symposium on Life Science
  • 発表場所: 京都
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Oscillatory control of multipotency and fate choice of neural stem cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: EMBO/EMBL Symposium “Biological Oscillators”
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2015-11-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Oscillatory control of neural stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: JST CREST-PRESTO Joint International Symposium
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] 神経幹細胞の光遺伝学的操作 (2015)
  • 著者名/発表者名: 影山龍一郎
  • 学会等名: KRIワークショップ
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular control of neural stem cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Kageyama, R.
  • 学会等名: IBRO 9th World Congress
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 遺伝子発現制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 影山龍一郎
  • 総ページ数: 251
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考] 京都大学ウイルス研究所増殖制御学研究分野影山研究室
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/Kageyama/index.html
• [備考] 京都大学物質-細胞統合システム拠点 影山龍一郎PIグループ
  • URL: http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/j/ppl/grp/kageyama-r.html
• [備考] 京都大学大学院生命科学研究科発生動態学
  • URL: http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/j/?post_type=labos&p=4912