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場の変化が明らかにする神経前駆細胞の時間個性獲得の機構

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 19H04773
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

川口 綾乃  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90360528)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード神経前駆細胞 / 神経幹細胞 / outer radial glia / 神経発生 / 神経科学
研究開始時の研究の概要

大脳発生の時刻進行に伴って、神経前駆細胞はその分裂パターンと生じる娘ニューロンの個性をともに変化させていく。この発生時刻進行に伴う神経前駆細胞のふるまいの変化の背景には、個々の神経前駆細胞の遺伝子発現変化がある。本課題研究では、細胞がおかれる環境である「場」の人為的な操作などを介して、神経前駆細胞の「細胞内にある時計」と「場」との間で行われる協調的な制御により神経前駆細胞の運命が決定される仕組みを明らかとする。

研究実績の概要

神経前駆細胞(神経幹細胞)は大脳発生の時刻進行に伴い、分裂パターンを増殖性の対称分裂からニューロン産生の非対称分裂へ、生じる娘ニューロンの個性を深層ニューロンから上層ニューロンへと変化させる。また初期から中期にかけて前駆細胞の分裂位置も変化し、当初観察される脳室面に加えて、より外がわの領域(脳室下帯)で分裂する前駆細胞が観察されるようになる。この脳室下帯で分裂する前駆細胞のうち、未分化な神経前駆細胞はouter radial glia, oRGとも呼ばれ、前駆細胞が置かれる「場」の変化をもたらす要因の一つである。代表者はこれまでの研究で神経前駆細胞内でのLzts1分子の発現がoRG誕生をもたらすことを明らかにし報告してきたが、発生時刻の進行に伴いなぜoRG誕生が増加するのか、すなわち神経前駆細胞集団内でのLzts1発現細胞の頻度がなぜ発生時刻に伴って変化するのか、そのメカニズムは明らかになっていない。代表者はこれまで単一細胞トランスクリプトーム解析と関連する実験に基づき、発生時刻進行に伴う神経前駆細胞の遺伝子発現変化の様相を明らかとしてきた。そこで得た情報に基づき、このoRG誕生増加に寄与する可能性のある候補分子を複数リストアップし機能解析を行った。強制発現によって脳室下帯で分裂する前駆細胞を著明に増加させる効果を持つ分子群を見出し、卵管内胎生0.7日胚へのエレクトロポレーション法(iGONAD法)によりこれらのノックアウトマウス系統を樹立し、発生時刻進行に伴うoRG様細胞誕生の増加への寄与と、結果として生じる前駆細胞の細胞内在的変化と「場」の変化が前駆細胞運命に与える影響について検討を行った。oRG誕生をコントロールする分子メカニズムについては、学会で報告を行うとともに(第63回神経化学会シンポジウム)、日本語および英文総説を執筆することで議論の整理を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Neuronal Delamination and Outer Radial Glia Generation in Neocortical Development2021

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi A
    • 雑誌名

      Front. Cell Dev. Biol.

      巻: 8 ページ: 623573-623573

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.623573

    • 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] 細胞離脱の実行役分子Lzts1による大脳形成制御2020

    • 著者名/発表者名
      川口綾乃
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 6 ページ: 817-821

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920817

    • NAID

      40022454272

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-12-25
    • 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] 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
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳発生におけるニューロン移動開始の鍵分子Lzts1の機能からみる大脳組織形成の仕組み2020

    • 著者名/発表者名
      川口綾乃
    • 学会等名
      第63回神経化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms that control the generation of outer radial glia2020

    • 著者名/発表者名
      Ayano Kawaguchi
    • 学会等名
      German-Japanese Developmental Neuroscience Meeting 2020
    • 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] Lzts1による前駆細胞の位置移動が大脳皮質ニューロンの運命に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      林祐希、宮田卓樹、川口綾乃
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism controlling generation of outer radial glia during cerebral development2019

    • 著者名/発表者名
      Ayano Kawaguchi
    • 学会等名
      52nd annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists (JSDB)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大脳発生におけるouter radial glia誕生の制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      川口綾乃
    • 学会等名
      中部幹細胞クラブ シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lzts1による前駆細胞の位置移動が大脳皮質ニューロンの運命に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      林祐希、宮田卓樹、川口綾乃
    • 学会等名
      第79回日本解剖学会中部支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学プレスリリース

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Nat_Com_190625.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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