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シングルセルRNA-seq解析による網膜発生の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02657
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分48010:解剖学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

古川 貴久  大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (50260609)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード網膜 / 神経細胞 / グリア細胞 / 細胞運命決定 / 視細胞 / アマクリン細胞 / 一細胞解析 / 転写因子 / 細胞分化 / シングルセルRNA-seq
研究開始時の研究の概要

脳や網膜を含む中枢神経系の構築と機能発現の分子メカニズムの理解は、神経科学研究において重要な課題の一つである。網膜の細胞運命決定と成熟、ならびに選択的シナプス形成に関わる因子を、発生期マウス網膜を用いたシングルセルRNA-seq解析によって、発生過程の遺伝子発現プロファイルを一細胞レベルの解像度で可視化することによって同定し、それらの機能とその作用メカニズムを生体レベルで明らかにし、中枢神経系の発生の分子メカニズムや網膜視覚回路の機能発現の理解を進めることを目的とする。

研究成果の概要

我々は、中枢神経系の一部である網膜の発生と維持の遺伝子制御機構の解明やシナプス形成の分子機構、さらには網膜色素変性症などの発症機構の解析を行ってきた。我々が一細胞転写プロファイル解析を行って同定した網膜の発生や機能に関わる候補遺伝子群についてマウス網膜における機能解析を行った。候補遺伝子のノックアウトマウスやダブルノックアウトマウスを作製し、電気生理学的解析や組織学的な解析を行った。網膜グリア細胞の発達期に発現するRax遺伝子の細胞および時期特異的なノックアウトマウスの解析から、Rax遺伝子が網膜グリア細胞の炎症反応を抑制し、網膜の恒常性を維持していることを見出し、論文として報告した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、中枢神経系における発生と機能の分子メカニズムの理解の進歩に貢献するとともに、網膜変性症を含む失明にいたる網膜疾患の治療法開発の基盤となると期待される。

報告書

(3件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The carboxyl-terminal region of SDCCAG8 comprises a functional module essential for cilia formation as well as organ development and homeostasis2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi R, Chaya T, Tsujii T, Furukawa T
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298(3) 号: 3 ページ: 101686-101686

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101686

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple knockout mouse and embryonic stem cell models reveal the role of miR-124a in neuronal maturation2022

    • 著者名/発表者名
      Chaya Taro、Maeda Yamato、Sugimura Ryo、Okuzaki Daisuke、Watanabe Satoshi、Varner Leah R.、Motooka Daisuke、Gyoten Daichi、Yamamoto Haruka、Kato Hidemasa、Furukawa Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 9 ページ: 102293-102293

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102293

    • 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] Effect of Green Tea and Tea Catechin on the Visual Motion Processing for Optokinetic Responses in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Sugita Yuko、Furukawa Takahisa
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 501 ページ: 42-51

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2022.08.013

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A recessive PRDM13 mutation results in congenital hypogonadotropic hypogonadism and cerebellar hypoplasia2021

    • 著者名/発表者名
      Whittaker D.E., Oleari R, Gregory L.C., Le Q.P., Williams H.J., Torpiano J.G., Formosa N, Cachia M.J., Field D, Lettieri A, Ocaka L.A., Paganoni A.J.J., Rajabali S.H., Riegman K.L.H., De M.L.B., Chaya T, Robinson I.C.A.F., Furukawa T, Cariboni A, Basson M.A, Dattani M.T.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Investigation

      巻: 131 号: 24

    • DOI

      10.1172/jci141587

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Broad locations of antigenic regions for anti-TRPM1 autoantibodies in paraneoplastic retinopathy with retinal ON bipolar cell dysfunction2021

    • 著者名/発表者名
      Gyoten D, Ueno S, Okado S, Chaya T, Yasuda S, Morimoto T, Kondo M, Kimura K, Hayashi T, Leroy BP, Woo SJ, Mukai R, Joo K, Furukawa T.
    • 雑誌名

      Exp Eye Res

      巻: 212 ページ: 108770-108770

    • DOI

      10.1016/j.exer.2021.108770

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deficiency of the neurodevelopmental disorder-associated gene <i>Cyfip2</i> alters the retinal ganglion cell properties and visual acuity2021

    • 著者名/発表者名
      Chaya Taro、Ishikane Hiroshi、Varner Leah R、Sugita Yuko、Maeda Yamato、Tsutsumi Ryotaro、Motooka Daisuke、Okuzaki Daisuke、Furukawa Takahisa
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: 31 号: 4 ページ: 535-547

    • DOI

      10.1093/hmg/ddab268

    • 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] Photoreceptor cKO of OTX2 Enhances OTX2 Intercellular Transfer in the Retina and Causes Photophobia2021

    • 著者名/発表者名
      Pensieri Pasquale、Mantilleri Annabelle、Plassard Damien、Furukawa Takahisa、Moya Kenneth L.、Prochiantz Alain、Lamonerie Thomas
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 8 号: 5 ページ: ENEURO.0229-21.2021

    • DOI

      10.1523/eneuro.0229-21.2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Post-translational modification enzymes as key regulators of ciliary protein trafficking2021

    • 著者名/発表者名
      Chaya Taro、Furukawa Takahisa
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 6 ページ: 633-642

    • DOI

      10.1093/jb/mvab024

    • NAID

      40022686979

    • 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] Functional analysis of Samd11, a retinal photoreceptor PRC1 component, in establishing rod photoreceptor identity2021

    • 著者名/発表者名
      Kubo Shun、Yamamoto Haruka、Kajimura Naoko、Omori Yoshihiro、Maeda Yamato、Chaya Taro、Furukawa Takahisa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 4180-4180

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83781-1

    • 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
  • [学会発表] タンパク質輸送から見た繊毛病のメカニズムの解析2022

    • 著者名/発表者名
      古川貴久
    • 学会等名
      第41回 日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA-seq解析による網膜神経細胞の発生を制御する分子メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      宮之原由己, Tu Hung-Ya, 古川貴久
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of the deubiquitylating enzyme Otud7b in the retina2022

    • 著者名/発表者名
      Leah Varner, 茶屋太郎, 前田和, 堤崚太郞, 古川貴久
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホメオタンパク質 Rax のミュラーグリア細胞における生体機能の解析2022

    • 著者名/発表者名
      吉本拓矢, 茶屋太郎, 木村和博, 古川貴久
    • 学会等名
      第15回RRM
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of the Transducin α subunit-binding protein Unc119 in the retina2022

    • 著者名/発表者名
      Koki Kobayashi, Taro Chaya, Yamato Maeda, Takahisa Furukawa
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The effect of green tea and tea catechin on the optokinetic responses in2022

    • 著者名/発表者名
      杉田祐子, 古川貴久
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The effect of catechin contained in green tea on temporal characteristic of optokinetic responses in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yuko Sugita
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会/第1回 CJK 国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 網膜におけるトランスデューシン結合タンパク質UNC119の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      小林康暉, 茶屋太郎, 前田和, 古川貴久
    • 学会等名
      第67回 日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シングルセルRNA-seq法によるマウス網膜細胞運命決定機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      宮之原由己, Hung-Ya Tu, 古川貴久
    • 学会等名
      第67回 日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム編集を用いた新しい繊毛病モデルマウスの作出とその分子病態メカニズムの解明2021

    • 著者名/発表者名
      堤崚太郞, 茶屋太郎, 古川貴久
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] シングルセルRNA-seq解析による網膜神経細胞の発生を制御する分子メカニズムの探索2021

    • 著者名/発表者名
      宮之原由己, Hung-Ya Tu, 古川貴久
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] トランスデューシンαサブユニット結合タンパク質Unc119の網膜における機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      小林康暉, 茶屋太郎, 前田和, 古川貴久
    • 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 実績報告書
  • [備考] 大阪大学蛋白質研究所分子発生学研究室 業績集

    • URL

      http://www.protein.osaka-u.ac.jp/furukawa_lab/achievements.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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