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高等脳における神経細胞から幹細胞へのフィードバックシグナルの役割

研究課題

研究課題/領域番号 16K18381
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 神経解剖学・神経病理学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

下向 敦範  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 専門職研究員 (00442971)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード神経幹細胞 / ライブイメージング / 細胞内輸送 / 脳発生 / シグナル伝達 / 上皮構造 / 脳・神経 / 発生・分化
研究成果の概要

哺乳類の脳神経発生を担う神経幹細胞は自己を維持しながら、分化した神経細胞を生み出し続ける。また、神経幹細胞は組織内を貫通する構造を持ち組織構築の構造体としても機能する。しかし、この構造と自己複製能との関連は不明であった。本研究では、神経側に伸びた突起構造が、神経細胞から分泌される増殖シグナルを受容/伝搬するのに機能していることを見出した。具体的には、神経から分泌されたFGF増殖因子が、神経幹細胞の突起構造によって受け取られ、内部のシグナル伝達分子がモーターで輸送されることが判明した。これらは組織内における空間的な情報交換のメカニズムの一端であり、神経と幹細胞のバランスを調整している考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに、神経幹細胞を維持するメカニズムは、主に細胞内因子の分配や、脳髄液から供給される増殖因子などが報告されていた。しかしながら、本研究によって、これまでの想定とは反対側の神経層からも幹細胞を維持するシグナルがあることが明らかとなり、その受容には神経細胞がが持つ構造的な特徴が重要であることが明らかとなった。これらの発見は生み出された神経細胞によって神経幹細胞がコントロールされる可能性を示唆しており、その作用メカニズムの解明は、これまで、不明でった組織内の細胞間相互作用の理解につながると予想され、組織の再生やより生体に近いオルガノイドの産生に寄与できると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Developing a De Novo Targeted Knock-in Method Based on in Utero Electroporation Into the Mammalian Brain2016

    • 著者名/発表者名
      Tsunekawa, Yuji, Raymond Kunikane Terhune, Ikumi Fujita, Atsunori Shitamukai, Taeko Suetsugu, Fumio Matsuzaki
    • 雑誌名

      Development

      巻: 143 号: 17 ページ: 3216-3222

    • DOI

      10.1242/dev.136325

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Feedback signaling from neuron to neural stem cell.2018

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Shitamkai, Daijiro Konno, Tomomi Shimogori, Akihiro Goto, Hiroshi Kiyonari, Shinji Takada, Michiyuki Matsuda, and Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      22nd Biennial Meeting of the International Society of Developmental Neuroscience
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The radial fiber-mediated FGF signal ensures the feedback signaling from neurons to radial glial cells in the developing cerebral cortex.2017

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Shitamkai, Daijiro Konno, Tomomi Shimogori, Akihiro Goto, Hiroshi Kiyonari, Shinji Takada, Michiyuki Matsuda, and Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      the EMBO Conference Gene Regulatory Mechanisms in Neural Fate Decisions
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feedback signaling from neurons to neural stem cells2017

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Shitamkai, Daijiro Konno, Tomomi Shimogori, Akihiro Goto, Hiroshi Kiyonari, Shinji Takada, Michiyuki Matsuda, and Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      The 4th German-Japanese Retreat on Forebrain Development
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経幹細胞のradial fiberは自己複製能維持のためのシグナル伝達分子の輸送の場として機能する2016

    • 著者名/発表者名
      下向 敦範、今野大治郎、下郡智美、後藤明弘、高田慎治、松田道行、松崎文雄
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 胎児の脳細胞に簡便に目的の遺伝子を挿入できる新技術

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/news/2017/researches/0125_12675.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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