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大脳皮質形成における霊長類型の神経幹細胞産生に関わる遺伝子の網羅的探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K06893
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46020:神経形態学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

廣瀬 智威  横浜市立大学, 医学部, 講師 (20381668)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードPAR3 (PARD3) / 神経産生 / 終脳 / ヘッジホッグ系 / 一次線毛 / ノックアウトマウス / 大脳形成 / 神経幹細胞 / ヘッジホッグシグナリング / 一次線毛 (シリア) / 一次シリア / 大脳皮質形成 / OSVZ / PAR3
研究開始時の研究の概要

脳の高次機能を司る大脳皮質の構築には、多様な神経細胞を多数産生する必要がある。特に、十分な数の神経細胞産生には、ヒト大脳皮質形成過程で近年同定された新奇の霊長類型神経幹細胞(OSVZCs)の寄与が大きいと考えられ、OSVZCs産生機構解明への挑戦が展開されている。本研究では、申請者が樹立した霊長類型のOSVZCs様細胞が過剰産生される独自のモデルマウスと、ヒトiPS細胞によるモデル実験系を応用し、OSVZCs産生の産生・増殖に必要な分子機構の理解拡大を目指す。

研究成果の概要

終脳の発生過程では、適切な種類と数の神経細胞を産生するため、神経幹細胞・前駆細胞は発生初期には自己複製のみを行い、適切な時期に神経産生期に移行して自己複製と神経分化を行っていく。しかし、この移行に関与する分子機構は未解明の点が多かった。本研究では、細胞極性制御因子PAR3の終脳特異的欠損マウスを中心に解析を進め、PAR3が正常なシリア形成を通じてSmoの局在制御に必須の機能を果たし、神経幹細胞・前駆細胞の増殖を促進するヘッジホッグ系の活性化を制限する役割を持つことを明らかにした。この機能によって、PAR3は神経幹細胞・前駆細胞が自己複製から神経分化へ移行する際に必須の働きを担うと考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経幹細胞・前駆細胞が増幅期から神経産生期に移行するタイミングの制御は、最終的な神経細胞数を規定することになるため、大脳形成にとって極めて重要な局面である。しかし、この制御に関わる分子機構はほとんど理解が進んでいなかった。本研究によって、この制御機構では細胞極性制御因子PAR3によるヘッジホッグ系の制限が重要な働きを持つことを明らかにした。更に、高等哺乳類の大脳皮質形成に寄与していると考えられている脳室帯外神経幹細胞(OSVZCs)を含む神経産生機構において、ヘッジホッグ系の制限解除が寄与している可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Morsani School of Medicine/at the University of South Florida(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] St. Jude Children's Research Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] St. Jude Children's Research Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Pittsburgh(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Rambam Health Care Campus(イスラエル)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] PAR3 restricts the expansion of neural precursor cells by regulating hedgehog signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Hirose T, Sugitani Y, Kurihara H, Kazama H, Kusaka C, Noda T, Takahashi H, Ohno S.
    • 雑誌名

      Development.

      巻: 149 号: 21

    • DOI

      10.1242/dev.199931

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The 3′ Pol II pausing at replication-dependent histone genes is regulated by Mediator through Cajal bodies’ association with histone locus bodies2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hidefumi、Abe Ryota、Shimada Miho、Hirose Tomonori、Hirose Hiroko、Noguchi Keisuke、Ike Yoko、Yasui Nanami、Furugori Kazuki、Yamaguchi Yuki、Toyoda Atsushi、Suzuki Yutaka、Yamamoto Tatsuro、Saitoh Noriko、Sato Shigeo、Tomomori-Sato Chieri、Conaway Ronald C.、Conaway Joan W.、Takahashi Hidehisa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2905-2905

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30632-w

    • 関連する報告書
      2022 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] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria2021

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Satoko、Kato Mitsuhiro、Kumamoto Takuma、Hirose Tomonori、他
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 13 ページ: 2368-2368

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd2368

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorylation and dephosphorylation of Ser852 and Ser889 control the clustering, localization and function of PAR32020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kazunari、Mizuno Keiko、Furukawa Kana、Hirose Hiroko、Sakurai Natsuki、Masuda-Hirata Maki、Amano Yoshiko、Hirose Tomonori、Suzuki Atsushi、Ohno Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 22

    • DOI

      10.1242/jcs.244830

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Type XVII collagen interacts with the aPKC‐PAR complex and maintains epidermal cell polarity2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Mika、Kosumi Hideyuki、Osada Shin‐Ichi、Takashima Shota、Wang Yunan、Nishie Wataru、Oikawa Tsukasa、Hirose Tomonori、Shimizu Hiroshi、Natsuga Ken
    • 雑誌名

      Experimental Dermatology

      巻: 30 号: 1 ページ: 62-67

    • DOI

      10.1111/exd.14196

    • NAID

      120007182933

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A phospho-switch controls RNF43-mediated degradation of Wnt receptors to suppress tumorigenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Tsukiyama Tadasuke、Zou Juqi、Kim Jihoon、Ogamino Shohei、Shino Yuki、Masuda Takamasa、Merenda Alessandra、Matsumoto Masaki、Fujioka Yoichiro、Hirose Tomonori、Terai Sayuri、Takahashi Hidehisa、Ishitani Tohru、Nakayama Keiichi I.、Ohba Yusuke、Koo Bon-Kyoung、Hatakeyama Shigetsugu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18257-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] PAR3 restricts the expansion of neural precursor cells by regulating hedgehog signaling2022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirose, Yoshinobu Sugitani, Hidetake Kurihara, Hiromi Kazama, Chiho Kusaka, Tetsuo Noda, Hidehisa Takahashi, and Shigeo Ohno
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 様々な細胞の極性を制御する共通分子機構2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬智威
    • 学会等名
      第85回 日本皮膚科学会東京支部学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PAR3 Restricts the Expansion of Neural Precursor Cells by Regulating Hedgehog Signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Hirose, Yoshinobu Sugitani, Hidetake Kurihara, Hiromi Kazama, Chiho Kusaka, Tetsuo Noda, Hidehisa Takahashi, and Shigeo Ohno
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 横浜市立大学大学院医学系研究科・分子生物学ホームページ

    • URL

      https://ycu-molecularbiology.jp/classroom-information/20221004259/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 横浜市立大学・大学院医学研究科・分子生物学教室

    • URL

      https://ycu-molecularbiology.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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