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哺乳類の複雑脳形成プログラムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H04003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

松崎 文雄  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, チームリーダー (10173824)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
43,940千円 (直接経費: 33,800千円、間接経費: 10,140千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2020年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2019年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2018年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
キーワード神経幹細胞 / 脳発生 / 複雑脳 / フェレット / 大脳皮質 / マイクロカラム / 神経前駆細胞 / 脳進化 / 哺乳類 / 細胞系譜 / 単一細胞解析 / 神経発生 / 脳幹細胞 / クローンサイズ / 多様性 / 脳回 / 高次能 / 幹細胞 / フェッレット / 発生 / 動態 / 不均一性
研究成果の概要

複雑脳を形成するフェレットでは、神経幹細胞は細胞分裂により頻繁にshort RGを生み出す。このsRGは我々が同定した神経幹細胞のひとつであり、Notchの活性がaRGの姉妹細胞でも高いことを示している。このsRGは脳室内で2回ほど自己複製したのち、proneural遺伝子のAscl1を発現することにより、Hes1の活性を低下させ、中間前駆細胞の連続した対称分裂モードに入ることがタイムラプス解析により判明した。自己複製能は、その後Ascl1発現中間前駆細胞の状態にシフトしながらも、ある程度維持し、神経細胞数を増幅させる大きな要因となることが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳の発生は神経管の形成に始まり、まず幹細胞となる神経上皮細胞の増殖、ついで非対称分裂による分化細胞の形成へと進む。哺乳類の進化過程で、脳のサイズや複雑さは著しく増加するが、それは神経上皮細胞の増殖の亢進だけではなく、神経発生期にも増殖脳、言い換えると未分化性が保たれる。この傾向は霊長類でよく知られているが、我々のフェレットをモデルにした解析から食肉類のにも共通に存在することが明らかとなった。さらに幅広い系統の分析が必要であるが、これが哺乳類の脳の拡張と複雑化の一般的なメカニズムであることが示唆される重要な発見であり、脳の複雑化に発生、構造的な共通性の探索という新しい学問の展開の出発点になる。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] British Columbia大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The cardiopharyngeal mesoderm contributes to lymphatic vessel development in mouse2022

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Kazuaki、Miyagawa-Tomita Sachiko、Haneda Yuka、Kida Mayuko、Matsuzaki Fumio、Imanaka-Yoshida Kyoko、Kurihara Hiroki
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11 ページ: 1-19

    • DOI

      10.7554/elife.81515

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective translation of epigenetic modifiers affects the temporal pattern and differentiation of neural stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Quan、Shichino Yuichi、Abe Takaya、Suetsugu Taeko、Omori Ayaka、Kiyonari Hiroshi、Iwasaki Shintaro、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 470-470

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28097-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Amyloidogenic processing of amyloid β protein precursor (APP) is enhanced in the brains of alcadein α-deficient mice2020

    • 著者名/発表者名
      Gotoh N、Saito Yi、Hata S、Saito H、Ojima D、Murayama Ci、Shigeta M、Abe T、Konno D、Matsuzaki F、Suzuki T、Yamamoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 28 ページ: 9650-9662

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.012386

    • NAID

      120007116485

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative Analysis of Brain Stiffness Among Amniotes Using Glyoxal Fixation and Atomic Force Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Iwashita Misato、Nomura Tadashi、Suetsugu Taeko、Matsuzaki Fumio、Kojima Satoshi、Kosodo Yoichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 8 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.574619

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical forces drive ordered patterning of hair cells in the mammalian inner ear2020

    • 著者名/発表者名
      Cohen Roie、Amir-Zilberstein Liat、Hersch Micha、Woland Shiran、Loza Olga、Taiber Shahar、Matsuzaki Fumio、Bergmann Sven、Avraham Karen B.、Sprinzak David
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18894-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Blood and lymphatic systems are segregated by the FLCN tumor suppressor2020

    • 著者名/発表者名
      Tai-Nagara I, Hasumi Y, Kusumoto D, Hasumi H, Okabe K, Ando T, Matsuzaki F, Itoh F, Saya H, Liu C, Li W, Mukouyama Y, Linehan WM, Liu X, Hirashima M, Suzuki Y, Funasaki S, Satou Y, Furuya M, Baba M, Kubota Y.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 6314-6314

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20156-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Notch1 and Notch2 collaboratively maintain radial glial cells in mouse neurogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Mase Shun、Shitamukai Atsunori、Wu Quan、Morimoto Mitsuru、Gridley Thomas、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: Available online 11 December ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.11.007

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Endfoot regeneration restricts radial glial state and prevents translocation into the outer subventricular zone in early mammalian brain development2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Ikumi、Shitamukai Atsunori、Kusumoto Fumiya、Mase Shun、Suetsugu Taeko、Omori Ayaka、Kato Kagayaki、Abe Takaya、Shioi Go、Konno Daijiro、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 22 号: 1 ページ: 26-37

    • DOI

      10.1038/s41556-019-0436-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dmrt factors determine the positional information of cerebral cortical progenitors via differential suppression of homeobox genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Konno D, Kishida C, Maehara K, Ohkawa Y, Kiyonari H, Okada S, Matsuzaki F
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 号: 15 ページ: 174243-174243

    • DOI

      10.1242/dev.174243

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of Par-dependent polarity in apolar cells reveals a dynamic process of cortical polarization2019

    • 著者名/発表者名
      Kono K, Yoshiura S, Fujita I, Okada Y, Shitamukai A, Shibata T, Matsuzaki F
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8 ページ: 1-31

    • DOI

      10.7554/elife.45559

    • NAID

      120006653006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isl1-expressing non-venous cell lineage contributes to cardiac lymphatic vessel development.2019

    • 著者名/発表者名
      Maruyama K, Miyagawa-Tomita S, Mizukami K, Matsuzaki F, Kurihara H.
    • 雑誌名

      Dev Biol

      巻: 452 号: 2 ページ: 134-143

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2019.05.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lzts1 controls both neuronal delamination and outer radial glial-like cell generation during mammalian cerebral development2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaue T.、Shitamukai A.、Nagasaka A.、Tsunekawa Y.、Shinoda T.、Saito K.、Terada R.、Bilgic M.、Miyata T.、Matsuzaki F.、Kawaguchi A.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 2780-2780

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10730-y

    • NAID

      120006649601

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Exploring the relationship of progenitor subtypes in and between gyrencephalic species at the single cell level” speaker Symposium.2022

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring the relationship of progenitor subtypes in and between gyrencephalic species2022

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      24nd biannual Conference of International Society of Developmental Neuroscience
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regeneration ability of the epithelial structure in neural stem cells during mammalian brain development.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikumi Fujita, Atsunori Shitamukai, Fumiya Kusumoto, Shun Mase, Taeko Suetsugu, Ayaka Omori, Kagayaki Kato, Takaya Abe, Go Shioi, Daijiro Konno, Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Regeneration of the epithelial structure in neural stem cells during mammalian brain development.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikumi Fujita, Atsunori Shitamukai, Fumiya Kusumoto, Shun Mase, Taeko Suetsugu, Ayaka Omori, Kagayaki Kato, Takaya Abe, Go Shioi, Daijiro Konno, Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      Cell Bio Virtual 2020 Meeting (The American Society for Cell Biology)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regeneration ability of the epithelial structure in neural stem cells during mammalian brain development.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikumi Fujita, Atsunori Shitamukai, Fumiya Kusumoto, Shun Mase, Taeko Suetsugu, Ayaka Omori, Kagayaki Kato, Takaya Abe, Go Shioi, Daijiro Konno, Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The radial fiber-mediated FGF signal ensures the feedback signaling system from neurons to radial glial cells in the developing cerebral cortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Atsunori Shitamukai,Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Structural plasticity of neural stem cells in mammalian brain development2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      Baikal Neuroscience Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structural plasticity of neural stem cells in mammalian brain development.2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      The 10th IBRO World Congress of Neuroscience IBRO 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How has the brain expanded and acquired complexity in the mammalian evolution?2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      第42回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Structural plasticity of neural stem cells in mammalian brain development.2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      Baikal Neuroscience Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How has the brain expanded and acquired complexity in the mammalian2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki,Yuji Tsunekawa, Taeko Suetsugu, Ikumi Fujita, Quan Wu, Atsunori Shitamukai, Ayaka Omori, Osamu Nishimura, Shigehiro Kuraku
    • 学会等名
      第42回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非分裂細胞に対するノックイン技術HITIとその展望2019

    • 著者名/発表者名
      恒川雄二
    • 学会等名
      ウイルスベクター開発研究センターキックオフシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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