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種特異的な「神経幹細胞の増殖期」の時計制御のしくみ

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 17H05771
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関熊本大学

研究代表者

畠山 淳  熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (90404350)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード神経幹細胞 / 大脳皮質 / 霊長類 / 脈絡叢 / 脳脊髄液 / 分泌因子 / 脳発生 / 進化
研究実績の概要

本研究は、霊長類が大きな脳を獲得した機構の理解を念頭に、哺乳類間の「脳サイズの違い」を作り出す機構の解明を目的とする。1)脳脊髄液中の霊長類特有の因子の役割、2)力学的刺激の役割、この2つの観点から解析を進めた。
昨年度に引き続き、マウス胚には発現しておらず、サル胚の脈絡叢(脳脊髄液を産生する器官)に発現する分泌因子を、大脳皮質拡大化因子の候補とし、その候補因子の作用を解析した。この候補因子は、ヒト神経幹細胞の増殖を促進し、マウス胚の脳を拡大化させる。ヒト脳オルガノイドの脈絡叢での発現も確認でき、霊長類の脳の拡大化に貢献している因子である可能性が強く示唆された。マウスでは、この候補因子は胚の時期は発現していないが、成体の脈絡叢では発現している。つまり、発現開始タイミングがマウスと霊長類では異なっている。このヘテロクロニーを制御するゲノム上の責任領域を現在解析中である。
次に、力学的刺激が神経幹細胞の増殖に与える影響について解析を行った。ニワトリ胚で脳圧を下げると、脳が顕著に縮小した。さらに、リン酸化ミオシンの阻害剤をマウス胚の脳室に注入して張力を減弱させると脳サイズが小さくなった。このことは、張力が神経幹細胞の増殖に貢献していることを示唆する。現在、特殊デバイスを用いて張力の影響の詳細を解析中である。また、神経幹細胞が増殖して密度が上がってきた状態を細胞培養で模倣し、細胞の押し合いによる力学的刺激の作用を検討した。RNAseq解析より、押し合いの力は、細胞増殖に抑制的に働くことがわかった。このように、力学的刺激が神経幹細胞の増殖に作用することが明らかになった。種間によってその力にどのような違いがあるかは、今後の課題である。種間で力に違いがあり、脳の拡大化に関与する可能性は十分ある。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] The Pace of Neurogenesis Is Regulated by the Transient Retention of the Apical Endfeet of Differentiating Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Jun、Shimamura Kenji
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 3725-3737

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy252

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developing guinea pig brain as a model for cortical folding2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Jun、Sato Haruka、Shimamura Kenji
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 59 号: 4 ページ: 286-301

    • DOI

      10.1111/dgd.12371

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Retinal Pigment Epithelium Is a Notch Signaling Niche in the Mouse Retina.2017

    • 著者名/発表者名
      Ha T, Moon KH., Dai L., Hatakeyama J., Yoon K., Park HS., Kong YY., Shimamura K. and Kim JW.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 19 号: 2 ページ: 351-363

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.03.040

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 神経幹細胞を育む脳脊髄液のゆりかご2019

    • 著者名/発表者名
      畠山淳、佐藤晴香、嶋村健児
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How do humans have expanded cerebral cortex?2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Hatakeyama
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Stem cell Traits and Developmental Systems
    • 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 do humans have expanded cerebral cortex?2018

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama J.
    • 学会等名
      Key Forum: The 3rd International Symposium on Stem cell Traits and Developmental Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Roles of extrinsic factors in the cortical expansion in pirimates.2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama J, Sato H, Matsushita R, Tsuchiya H, Saitou M, Kageyama R. and Shimamura K.
    • 学会等名
      第50回日本発生生物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extrinsic factors and the cortical expansion in primates.2017

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama J. and Shimamura K.
    • 学会等名
      第40回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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