大脳皮質神経細胞が移動する過程で軸索伸展と移動の方向を知る分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17500237
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 田畑 秀典 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (80301761)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 神経科学 / 脳 / 発生 / 分化 / 細胞間相互作用 / 神経回路

研究概要

我々のこれまでの研究から、皮質神経細胞の大部分は多極性細胞として脳室下帯(SVZ)に一過性に留まる多段階的な移動過程を示すことが明らかとなった。しかし、多極性細胞を経ることの意義は、いまだ明らかではない。多極性細胞は、移動方向と直行する接線方向に軸索様の突起を伸ばすことから、周囲の微小環境を感知し、軸索伸展方向を決定する時期であると考えられた。このような観点から、SVZに発現する受容体タンパク質をスクリーニングし、15種類の遺伝子を同定した。この内、10個は軸索ガイダンスに関わることがすでに分かっている遺伝子であった。18年度は、その内の1つであるRobo2に関して重点的な解析を行った。In situ hybridization法では、Robo2 mRNAは妊娠15.5(E15.5)においてはSVZから中間帯(IZ)に、E16.5以降はこれらに加えて皮質板(CP)に発現が広がることが観察された。一方、Robo2タンパク質の免疫染色による観察では、E16.5でもCPに発現が認められず、IZの軸索束が非常に強く染色された。このようなmRNAとタンパク質の分布の違いから、移動神経細胞がCPに侵入するころには、Robo2タンパク質は軸索ヘトランスポートされることが示唆された。この時期、Robo2の反発性リガンドであるSlit1はCPの深層に発現していることから、以下の作業仮説が考えられた。Robo2は、多極性細胞の時期には細胞体全体に発現していて、Slit1からの反発性シグナルによってCPへの進入が妨げられている。多極性細胞において軸索が確立すると、Robo2は軸索へトランスポートされ、細胞体から消失し、CP内への進入が可能になる。電気穿孔法により、Robo2を強制発現させると移動が障害され、この仮説と矛盾しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cdk5 is required for multipolar-to-bipolar transition during radial neuronal migration and proper dendrite development of pyramidal neurons in the cerebral cortex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshio Ohshima et al.
  • 雑誌名: Development 134(12) ページ: 2273-2282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression profiles of Insulin-like growth factor binding protein-like 1 in the developing mouse forebrain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda et al.
  • 雑誌名: Gene Expr. Patterns 7(4) ページ: 431-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cdk5 is required for multipolar-to-bipolar transition during radial neuronal migration and proper dendrite development of pyramidal neurons in the cerebral cortex. (2007)
  • 著者名/発表者名: Toshio Ohshima, Motoyuki Hirasawa, Hidenori Tabata, Tetsuji Mutoh, Tomoko Adachi, Hiromi Suzuki, Keiko Saruta, Takuji Iwasato, Shigeyoshi Itohara, Mitsuhiro Hashimoto, Kazunori Nakajima, Masaharu Ogawa, Ashok B. Kulkarni, Katsuhiko Mikoshiba
  • 雑誌名: Development 134(12) ページ: 2273-2282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression profiles of Insulin-like growth factor binding protein-like 1 in the developing mouse forebrain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda, Hitoshi Sakurai, Yukio Hirata, Hidenori Tabata, Itsuki Ajioka, Kazunori Nakajima
  • 雑誌名: Gene Expr. Patterns 7(4) ページ: 431-440
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression profiles of Insulin-like growth factor binding protein-like l in the developing mouse forebrain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuko Gonda et al.
  • 雑誌名: Gene Expr. Patterns 7(4) ページ: 431-440
• [雑誌論文] The caudal migratory stream : a novel migratory stream of interneurons derived from the caudal ganglionic eminence in the developing mouse forebrain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu et al.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 25(31) ページ: 7268-7277
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The caudal migratory stream : a novel migratory stream of interneurons derived from the caudal ganglionic eminence in the developing mouse forebrain (2005)
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu, Hidenori Tabata, Kazunori Nakajima
  • 雑誌名: J. Neurosci. 25(31) ページ: 7268-7277
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Caudal Migratory Stream : A Novel Migratory Stream of Interneurons Derived from the Caudal Ganglionic Eminence in the Developing Mouse Forebrain (2005)
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu, Hidenori Tabata, Kazunori Nakajima
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 25(31) ページ: 7268-7277
• [雑誌論文] Migratory behavior of presumptive interneurons is affected by AMPA receptor activation in slice cultures of embryonic mouse neocortex.
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu et al.
  • 雑誌名: Dev. Neurosci. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Migratory behavior of presumptive interneurons is affected by AMPA receptor activation in slice cultures of embryonic mouse neocortex.
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu, Hidenori Tabata, Norbert Koenig, Kazunori Nakajima
  • 雑誌名: Dev. Neurosci. (in press.)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Migratory behavior of presumptive interneurons is affected by AMPA receptor activation in slice cultures of embryonic mouse neocortex.
  • 著者名/発表者名: Masato Yozu et al.
  • 雑誌名: Dev. Neurosci. in press
• [雑誌論文] Cdk5 is required for multipolar-to-bipolar transition during radial neuronal migration and proper dendrite development of pyramidal neurons in the cerebral cortex.
  • 著者名/発表者名: Toshio Ohshima et al.
  • 雑誌名: Development in press