脳室下帯神経前駆細胞の産生調節と種間、領野間脳構築の調節機構

• 研究課題/領域番号: 16K07037
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所
• 研究代表者: 田畑 秀典 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 分子病態研究部, 室長 (80301761)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 神経細胞移動 / 神経回路形成 / 神経発生 / 大脳皮質 / 神経幹細胞 / 進化 / 神経科学 / 脳神経疾患

研究成果の概要

ヒトは進化過程で巨大な脳を獲得し、高度な精神活動を可能にした。哺乳類大脳皮質神経細胞は脳室帯あるいは脳室下帯(SVZ)で産生されるが、ヒトを含めた霊長類ではSVZ内にbRGと呼ばれる特殊な神経幹細胞が著しく増加しており、圧倒的な神経細胞の産生を可能にしている。我々はbRGの産生調節に関わる分子としてJA1を同定した。本研究課題では(1) JA1はbRG産生の正の制御因子であること、(2) JA1はbRGそのものに発現すること、(3) JA1の霊長類における発現はマウスに比較して高く、これは転写調節領域の転写活性の違いによることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、ヒトの高度な精神活動の基盤となる巨大脳がいかに進化的に獲得されたかを探索した。先行研究では進化的にヒトで新たに獲得された遺伝子の関与が示唆されたが、本研究ではアミノ酸をコードしない転写調節領域の進化の重要性を解明した点でユニークである。また、本研究で注目したJA1転写調節領域にはヒトの小頭症原因遺伝子の結合配列があり、今後、神経発達障害の病態理解への貢献が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Role of Per3, a circadian clock gene, in embryonic development of mouse cerebral cortex.? (2019)
  • 著者名/発表者名: Noda M, Iwamoto I, Tabata H, Yamagata T, Ito H, Nagata K.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 9 号: 1 ページ: 5874-5874
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42390-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spatiotemporally Dependent Vascularization Is Differently Utilized among Neural Progenitor Subtypes during Neocortical Development (2019)
  • 著者名/発表者名: Komabayashi-Suzuki Mariko、Yamanishi Emiko、Watanabe Chisato、Okamura Megumi、Tabata Hidenori、Iwai Ryota、Ajioka Itsuki、Matsushita Jun、Kidoya Hiroyasu、Takakura Nobuyuki、Okamoto Tadashi、Kinoshita Kazuo、Ichihashi Masamitsu、Nagata Koh-ichi、Ema Masatsugu、Mizutani Ken-ichi
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 号: 5 ページ: 1113-1129
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.09.048
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biochemical and Morphological Characterization of a Guanine Nucleotide Exchange Factor ARHGEF9 in Mouse Tissues (2018)
  • 著者名/発表者名: Ibaraki Kyoko、Mizuno Makoto、Aoki Hitomi、Niwa Ayumi、Iwamoto Ikuko、Hara Akira、Tabata Hidenori、Ito Hidenori、Nagata Koh-ichi
  • 雑誌名: Ａｃｔａ Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍｉｃａ ｅｔ Ｃｙｔｏｃｈｅｍｉｃａ 巻: 51 号: 3 ページ: 119-128
  • DOI: 10.1267/ahc.18009
  • NAID: 130007411561
  • ISSN: 0044-5991, 1347-5800
  • 年月日: 2018-06-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isozyme-Specific Role of SAD-A in Neuronal Migration During Development of Cerebral Cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Keiko、Niida Hiroyuki、Tabata Hidenori、Ito Tsuyoshi、Hori Yuki、Hattori Madoka、Johmura Yoshikazu、Yamada Chisato、Ueda Takashi、Takeuchi Kosei、Yamada Kenichiro、Nagata Koh-ichi、Wakamatsu Nobuaki、Kishi Masashi、Pan Y Albert、Ugawa Shinya、Shimada Shoichi、Sanes Joshua R、Higashi Yujiro、Nakanishi Makoto
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: 160 号: 9 ページ: 721-721
  • DOI: 10.1093/cercor/bhy253
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biochemical and Morphological Characterization of a Neurodevelopmental Disorder-Related Mono-ADP-Ribosylhydrolase, MACRO Domain Containing 2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Hidenori、Morishita Rika、Mizuno Makoto、Kawamura Noriko、Tabata Hidenori、Nagata Koh-ichi
  • 雑誌名: Developmental Neuroscience 巻: 40 号: 3 ページ: 278-287
  • DOI: 10.1159/000492271
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Prdm8 target gene Ebf3 regulates multipolar-to-bipolar transition in migrating neocortical cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwai Ryota、Tabata Hidenori、Inoue Mayuko、Nomura Kei-ichiro、Okamoto Tadashi、Ichihashi Masamitsu、Nagata Koh-ichi、Mizutani Ken-ichi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 495 号: 1 ページ: 388-394
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.11.021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possible involvement of a cell adhesion molecule, Migfilin, in brain development and pathogenesis of autism spectrum disorders (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka Kanako、Tabata Hidenori、Ito Hidenori、Kushima Itaru、Noda Mariko、Yoshimi Akira、Usami Masahide、Watanabe Kyota、Morikawa Mako、Uno Yota、Okada Takashi、Mori Daisuke、Aleksic Branko、Ozaki Norio、Nagata Koh-ichi
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 巻: 96 号: 5 ページ: 789-802
  • DOI: 10.1002/jnr.24194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MUNC18-1 gene abnormalities are involved in neurodevelopmental disorders through defective cortical architecture during brain development (2017)
  • 著者名/発表者名: Hamada Nanako、Iwamoto Ikuko、Tabata Hidenori、Nagata Koh-ichi
  • 雑誌名: Acta Neuropathologica Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 92-92
  • DOI: 10.1186/s40478-017-0498-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dnmt1-dependent Chk1 pathway suppression is protective against neuron division (2017)
  • 著者名/発表者名: Oshikawa Mio、Okada Kei、Tabata Hidenori、Nagata Koh-ichi、Ajioka Itsuki
  • 雑誌名: Development 巻: 144 号: 18 ページ: 3303-3314
  • DOI: 10.1242/dev.154013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracellular Signals induce Glycoprotein M6a Clustering of Lipid-rafts and associated Signaling Molecules. (2017)
  • 著者名/発表者名: Honda A, Ito Y, Takahashi-Niki, Matsushita N, Nozumi M, Tabata H, Takeuchi K, Igarashi M
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 37(15) 号: 15 ページ: 4046-4064
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3319-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of a circadian-relevant gene NR1D1 in brain development: possible involvement in the pathophysiology of autism spectrum disorders. (2017)
  • 著者名/発表者名: Goto, M., Mizuno, M., Matsumoto, A., Yang, Z., Jimbo, E.F., Tabata, H., Yamagata, T., Nagata, K.-I.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 43945-43945
  • DOI: 10.1038/srep43945
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prdm16 is crucial for progression of the multipolar phase during neural differentiation of the developing neocortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Iwai R, Tabata H, Konno D, Komabayashi-Suzuki M, Watanabe C, Iwanari H, Mochizuki Y, Hamakubo T, Matsuzaki F, Nagata K-I, Mizutani K-I
  • 雑誌名: Development 巻: 144 号: 3 ページ: 385-399
  • DOI: 10.1242/dev.136382
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of a heterotrimeric G-protein, Gi2, in the corticogenesis: possible involvement in periventricular nodular heterotopia and intellectual disability. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamada, N., Negishi, Y., Mizuno, M., Miya, F., Hattori, A., Okamoto, N., Kato, M., Tsunoda, T., Yamasaki, M., Kanemura, Y., Kosaki, K., Tabata, H., Saitoh, S., Nagata, K.-I.
  • 雑誌名: J. Neurochem. 巻: 140 号: 1 ページ: 82-95
  • DOI: 10.1111/jnc.13878
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role of the nuclear isoform of RBFOX1, a candidate gene for autism spectrum disorders, in the brain development. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamada N, Ito H, Nishijo T, Iwamoto I, Morishita R, Tabata H, Momiyama T, Nagata K-I
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 30805-30805
  • DOI: 10.1038/srep30805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Possible role of the evolutional changes in the transcriptional activity to acquire the huge brain in humans (2019)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Tabata, Tsuyoshi Hachiya, Kouji Shimoda, Kanehiro Hayashi Koh-ichi Nagata, Yasubumi Sakakibara, Kazunori Nakajima
  • 学会等名: Neuro2019
• [学会発表] 大脳皮質神経細胞の産生調節機構と、その進化 ～マウスとヒトのゲノム配列を用いた機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典、八谷 剛史、林 周宏、永田 浩一、榊原 康文、仲嶋 一範
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] Migration of astrocyte progenitors and its relationship with blood vessels in the developing cerebral cortex. (2018)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典
  • 学会等名: 第10回NAGOYAグローバルリトリート
  • 招待講演
• [学会発表] アストロサイト前駆細胞の移動過程における血管の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典
  • 学会等名: 第２回Neuro-Vascular研究会
• [学会発表] 哺乳類大脳皮質発生過程におけるアストロサイト前駆細胞の移動と血管化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] 子宮内電気穿孔法とライブイメージングを用いた大脳皮質発生機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典
  • 学会等名: 第39回神経組織培養研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 大脳皮質発生過程における2次的神経細胞産生部位としての脳室下帯の成り立ちと脳進化 との関連 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田畑秀典
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Erratic migration: a unique migratory behavior of astrocyte progenitors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tabata H, Sasaki M, Inaguma Y, Ito H, Takebayashi H, Ema M, Ikenaka K, Nagata K, Nakajima K
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会