大脳皮質構築過程における神経幹細胞特異的なRNA輸送・局在化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18K14999
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48010:解剖学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉川 貴子 東北大学, 医学系研究科, 助教 (90727851)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: mRNA輸送 / 神経幹細胞 / 細胞周期 / 大脳皮質 / 神経新生 / ｍRNAの輸送 / RNA結合タンパク質

研究成果の概要

大脳皮質の形成過程では、胎生期に存在する放射状グリア（radial glia; RG）細胞と呼ばれる丈の長い神経幹細胞が、予め決められたタイミングで増殖・分化し、多様な神経細胞が産生される。この過程はRG細胞内の複雑な分子機構によって制御されている。本研究では、細胞周期因子Cyclin D2に着目し、大脳皮質のRG細胞における基底膜突起先端部へのCyclin D2 のmRNA輸送を阻害すると、大脳皮質の構築が異常になることを明らかにした。この結果から特異的なmRNA輸送が、胎生期における大脳皮質形成に重要である可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

発生や細胞分化の過程では、細胞内において様々なタンパク質が時空間的に不均等に局在することにより、細胞の運命決定や特異的な機能発現に重要な役割を果たしている。神経系でこれまでに注目されていたのは、主に分化した神経細胞内のmRNA輸送・局在制御機構であった。このような研究動向の中で、本研究では、独自に見出したCyclinD2 mRNA輸送機構を起点として、これまでに考慮されてこなかった神経幹細胞内のmRNA細胞内局在制御による機能発現についてアプローチできた点で大きな意義がある。

研究成果

• [雑誌論文] Dmrt genes participate in the development of Cajal-Retzius cells derived from the cortical hem in the telencephalon. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Sakayori, N., Yuuki, H., Katsuyama, Y., Matsuzaki, F., Konno, D., Abe, T., Kiyonari, H., Osumi, N.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 巻: - 号: 6 ページ: 698-710
  • DOI: 10.1002/dvdy.156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paternal age affects offspring’s behavior possibly via an epigenetic mechanism recruiting a transcriptional repressor REST (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki, K., Koike, T., Kimura, R., Kikkawa, T., Oki, S., Koike, K., Mochizuki, K., Inada, H., Kobayashi, H., Matsui, Y., Kono, T., Osumi, N.
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: -
  • DOI: 10.1101/550095
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of FMRP target genes expressed in corticogenesis: implication for common phenotypes among neurodevelopmental disorders. (2019)
  • 著者名/発表者名: Casingal, C, R., Kikkawa, T., Inada, H., Osumi, N.
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: -
  • DOI: 10.1101/769026
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Conserved and divergent functions of Pax6 underlie species-specific neurogenic patterns in the developing amniote brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Wataru、Takahashi Masanori、Kikkawa Takako、Gotoh Hitoshi、Osumi Noriko、Ono Katsuhiko、Nomura Tadashi
  • 雑誌名: Development 巻: 145 号: 8 ページ: 159764-159764
  • DOI: 10.1242/dev.159764
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of Pax6 in brain development and its impact on pathogenesis of autism spectrum disorder (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa Takako、Casingal Cristine R.、Chun Seung Hee、Shinohara Hiroshi、Hiraoka Kotaro、Osumi Noriko
  • 雑誌名: Brain Research 巻: - ページ: 30111-2
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.02.041
  • 査読あり
• [学会発表] mRNA transport of Cyclin D2 in radial glial cells during brain development. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T.
  • 学会等名: The 5th German-Japanize Retreat on Forebrain Development
  • 国際学会
• [学会発表] CyclinD2のmRNA輸送による有胎盤類大脳皮質の拡大機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉川貴子、若松義雄、井上-上野由紀子、鈴木久仁博、井上高良、大隅典子
  • 学会等名: 125回日本解剖学会
• [学会発表] mRNA transport mechanism of a cell cycle regulator Cyclin D2 in neural stem/progenitor cells during corticogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Wakamatsu, Y. Inoue U, Y., Tsunekawa, Y., Matsuzaki, F., Suzuki, K., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学大会
• [学会発表] mRNA transport mechanism of a cell cycle regulator Cyclin D2 in neural stem/progenitor cells during corticogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Wakamatsu, Y. Inoue U, Y., Tsunekawa, Y., Matsuzaki, F., Suzuki, K., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: 20th TMIMS International Symposium “Principles of Neocortical Development and Evolution”
  • 国際学会
• [学会発表] mRNA transport mechanism of a cell cycle regulator Cyclin D2 in neural stem/progenitor cells during corticogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Wakamatsu, Y. Inoue U, Y., Tsunekawa, Y., Matsuzaki, F., Suzuki, K., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2019
• [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transport mechanism in radial glial cells during corticogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: 第12回 神経発生討論会
• [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in radial glial cells during corticogenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: Special Lecture on the 5th Anniversary of the Tohoku Forum for Creativity “Genome Editing”
  • 国際学会
• [学会発表] Analyses of Cyclin D2 mRNA transportation mechanism in radial glial cells during corticogenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Inoue U, Y., Inoue, T., Osumi, N.
  • 学会等名: 22th Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Dmrt genes control the development of Cajal-Retzius cells derived from specific origins in the cerebral cortex. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa, T., Sakayori, N., Yuuki, H., Osumi, N.
  • 学会等名: 第41回 日本神経科学大会