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神経幹細胞の上皮構造再生能の経時変化メカニズムと複雑脳形成における役割

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 19H04791
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

松崎 文雄  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (10173824)

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
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード神経幹細胞 / 再生能 / 複雑脳 / シワ / 再生 / 上皮構造 / 大脳皮質
研究開始時の研究の概要

本研究では、(1)マウスを用いて、我々が新たに発見した神経幹細胞の持つ上皮構造再生能とその経時変化のメカニズムを解明し、(2)複雑脳を持つフェレットをモデル系として、複雑能の幹細胞も対称分裂期には高い上皮再生能を持つこと、さらにこの再生能が神経産生期に減衰することが新しい幹細胞帯の形成に必須であるという仮説を検証する。

研究実績の概要

複雑脳を形成するフェレットをモデルとして、神経幹細胞の時空間的な変化を追跡してきた。これまでの解析から、幹細胞帯が脳室帯と外脳室帯に別れた後も、基本的には、ニューロンを作り出す幹細胞identityの時間変化はほぼ同時に進行していることが判明した。しかし、神経層にまでニューロンが到達するのに要する時間が大きく違うため、同じ誕生日のニューロンでも、誕生した場所が脳室帯か外脳室帯(outer subventricular zone)かによって、異なる神経層に到達しているようである。この結果は、神経のidentityが誕生日だけで全て決まっているのではないという最近のいくつかの研究を支持する。一方で、フェレットは誕生後も神経発生が生後10日ぐらいまで引き続くが、脳室帯と外脳室帯ではこの時点から大きくことなる事態が進行することも判明した。外脳室帯はそのまま神経産生を続け、グリア前駆体も生じてくるのに対して、脳室帯でsox2+細胞(神経幹細胞)の核の往復運動や神経発生はほとんど停止する。そして、細胞の整列が進行し、数層のキューブ状(とりわけ細胞核)の細胞の列が形成される。これらの細胞は脳室面に太いendfootを伸ばしている。これらの多くの細胞がFoxj1陽性であり、その後、核が脳室面に移動し、主に脳室面を敷き詰めるependimal cell(Foxj1陽性)になることが判明した。また、ヒト脳の発生過程では、神経発生の後半、脳室帯にはradial gila (神経幹細胞)の長いファイバーが途中で切れたような形態をとるCryab遺伝子発現が陽性のtruncatedradial gliaという細胞が出現することが知られているが、それと同等の細胞がフェレットにあることを発見した。

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

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Semaphorin3E-PlexinD1 signaling in coronary artery and lymphatic vessel development with clinical implications in myocardial recovery2021

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Kazuaki、Naemura Kazuaki、Arima Yuichiro、Uchijima Yasunobu、Nagao Hiroaki、Yoshihara Kenji、Singh Manvendra K.、Uemura Akiyoshi、Matsuzaki Fumio、Yoshida Yutaka、Kurihara Yukiko、Miyagawa-Tomita Sachiko、Kurihara Hiroki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102305-102305

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102305

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Notch1 and Notch2 collaboratively maintain radial glial cells in mouse neurogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Mase Shun、Shitamukai Atsunori、Wu Quan、Morimoto Mitsuru、Gridley Thomas、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: Available online 11 December ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.11.007

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Blood and lymphatic systems are segregated by the FLCN tumor suppressor2020

    • 著者名/発表者名
      Tai-Nagara I, Hasumi Y, Kusumoto D, Hasumi H, Okabe K, Ando T, Matsuzaki F, Itoh F, Saya H, Liu C, Li W, Mukouyama Y, Linehan WM, Liu X, Hirashima M, Suzuki Y, Funasaki S, Satou Y, Furuya M, Baba M, Kubota Y.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 11 号: 1 ページ: 6314-6314

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20156-6

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical forces drive ordered patterning of hair cells in the mammalian inner ear2020

    • 著者名/発表者名
      Cohen Roie、Amir-Zilberstein Liat、Hersch Micha、Woland Shiran、Loza Olga、Taiber Shahar、Matsuzaki Fumio、Bergmann Sven、Avraham Karen B.、Sprinzak David
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18894-8

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative Analysis of Brain Stiffness Among Amniotes Using Glyoxal Fixation and Atomic Force Microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Iwashita Misato、Nomura Tadashi、Suetsugu Taeko、Matsuzaki Fumio、Kojima Satoshi、Kosodo Yoichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 8 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.574619

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Amyloidogenic processing of amyloid β protein precursor (APP) is enhanced in the brains of alcadein α-deficient mice2020

    • 著者名/発表者名
      Gotoh N、Saito Yi、Hata S、Saito H、Ojima D、Murayama Ci、Shigeta M、Abe T、Konno D、Matsuzaki F、Suzuki T、Yamamoto T
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 28 ページ: 9650-9662

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.012386

    • NAID

      120007116485

    • 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] Enhanced homologous recombination by the modulation of targeting vector ends2020

    • 著者名/発表者名
      Hirotsune Shinji、Kiyonari Hiroshi、Jin Mingyue、Kumamoto Kanako、Yoshida Kayo、Shinohara Miki、Watanabe Hitomi、Wynshaw-Boris Anthony、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58893-9

    • 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 / 国際共著
  • [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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endfoot regeneration restricts radial glial state and prevents translocation into the outer subventricular zone in early mammalian brain development2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Ikumi、Shitamukai Atsunori、Kusumoto Fumiya、Mase Shun、Suetsugu Taeko、Omori Ayaka、Kato Kagayaki、Abe Takaya、Shioi Go、Konno Daijiro、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 22 号: 1 ページ: 26-37

    • DOI

      10.1038/s41556-019-0436-9

    • 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
  • [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
  • [雑誌論文] Dmrt factors determine the positional information of cerebral cortical progenitors via differential suppression of homeobox genes.2019

    • 著者名/発表者名
      Konno D, Kishida C, Maehara K, Ohkawa Y, Kiyonari H, Okada S, Matsuzaki F
    • 雑誌名

      Development

      巻: 146 号: 15 ページ: 174243-174243

    • DOI

      10.1242/dev.174243

    • 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] Structural plasticity of neural stem cells in mammalian brain development.2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      Baikal Neuroscience Meeting 2019
    • 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] Structural plasticity of neural stem cells in mammalian brain development.2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki
    • 学会等名
      The 10th IBRO World Congress of Neuroscience IBRO 2019
    • 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] How has the brain expanded and acquired complexity in the mammalian2019

    • 著者名/発表者名
      Fumio Matsuzaki, Yuji Tsunekawa, Taeko Suetsugu, Ikumi Fujita, Quan Wu, Atsunori Shitamukai, Ayaka Omori, Osamu Nishimura, Shigehiro Kuraku
    • 学会等名
      第42回分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 非分裂細胞に対するノックイン技術HITIとその展望2019

    • 著者名/発表者名
      恒川雄二
    • 学会等名
      ウイルスベクター開発研究センターキックオフシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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