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染色体高次構造の変換による多様な神経細胞の産生

公募研究

研究領域神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
研究課題/領域番号 25123711
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
研究機関大阪大学

研究代表者

平山 晃斉  大阪大学, 生命機能研究科, 特任助教(常勤) (40437398)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2014年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード大脳皮質 / CCCTC結合因子 / CTCF / 大脳新皮質
研究実績の概要

細胞を特徴づける遺伝子発現には適切な高次染色体構造を形成することが重要である。これまでに高次染色体構造の形成において中心的な役割を担うCCCTC結合因子(CTCF)を分化した興奮性神経細胞で特異的に欠損させたマウスを解析し、CTCFが樹状突起やスパインの発達、体性感覚野のバレル構造形成に重要な因子であることを明らかにした。一方、神経幹細胞および抑制性神経細胞でのCTCFの役割は不明あった。
本研究では、大脳皮質神経幹細胞におけるCTCFの役割を解析するため、終脳領域の神経幹細胞特異的にCTCFを欠損させたマウスを作製した。神経細胞の分化マーカーを用いて解析したところ、一部はCTCF が欠損した神経幹細胞から神経細胞へ分化しているものの、大量の細胞死が認められた。次に、CTCF欠損マウスをp53欠損マウスと交配して、神経細胞死が起きないマウスの作製をおこなった。このマウスでも上記のマウスと同様に一部は神経細胞へ分化しているものの、野生型と比較して大脳皮質が薄いことがわかった。これらの結果は、CTCFが大脳皮質の神経細胞の分化に重要な役割を担っていることを示唆する。
一方、抑制性神経細胞におけるCTCFの役割を明らかとするため、抑制性神経細胞特異的にCTCFを欠損したマウスを作製して解析をおこなった。抑制性神経でCTCFを欠損したマウスはてんかん様の症状を示し、生後1ヶ月以内に死亡した。フラビン蛍光イメージング法により、2週齢のマウスを用いてヒゲを刺激した際のバレル皮質の反応を解析したところ、CTCF欠損マウスでは刺激に対応する皮質領域以外にも反応が広がることが明らかとなった。また、大脳皮質の組織化学的な解析により、CTCF欠損マウスではバレル構造は野生型と同様に形成されているが、抑制性神経細胞の分布に異常のあることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Developmental epigenetic modification regulates stochastic expression of clustered protocadherin genes, generating single neuron diversity.2014

    • 著者名/発表者名
      Toyoda S, Kawaguchi M, Kobayashi T, Tarusawa E, Toyama T, Okano M, Oda M, Nakauchi H, Yoshimura Y, Sanbo M, Hirabayashi M, Hirayama T, Hirabayashi T, Yagi T.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 82 号: 1 ページ: 94-108

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2014.02.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clustered Protocadherins and Neuronal Diversity2013

    • 著者名/発表者名
      Hirayama T. and Yagi T.
    • 雑誌名

      Progress in Molecular Biology and Translational Science

      巻: Vol. 116 ページ: 145-167

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-394311-8.00007-8

    • ISBN
      9780123943118
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CTCFは抑制性神経細胞の発生、発達、移動に重要な因子である2014

    • 著者名/発表者名
      谷垣 宏美、八木 健、木津川 尚史、平山 晃斉、澁木 克栄、吉武 講平、Galjart Niels
    • 学会等名
      第37回日本神経科学学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CTCFによる神経細胞の多様化と神経回路形成2013

    • 著者名/発表者名
      平山晃斉、足澤悦子、吉村由美子、Galjart N、八木健
    • 学会等名
      第7回日本エピジェネティック研究会年会
    • 発表場所
      奈良
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] DNAポリメラーゼβの神経前駆体細胞における作用が大脳皮質における神経細胞分化に必要である2013

    • 著者名/発表者名
      大西公平、菅生紀之、豊田峻輔、平山晃斉、八木 健、山本亘彦
    • 学会等名
      第36回日本神経科学学会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dnmt3b依存的なDNAメチル化は単一神経細胞におけるクラスター型プロトカドヘリン遺伝子群の確率的発現と樹状突起の自己忌避を制御する2013

    • 著者名/発表者名
      豊田 峻輔、川口 将史、小林 俊寛、足澤 悦子、遠山 知子、岡野 正樹、 小田 昌朗、中内 啓光、吉村 由美子、三宝 誠、平林 真澄、平山 晃斉、 平林 敬浩、八木 健
    • 学会等名
      第36回日本神経科学学会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CTCF is required for the refinement of somatosensory maps and stochastic expression of clustered Pcdh genes in neurons2013

    • 著者名/発表者名
      Hirayama T, Tarusawa E, Yoshimura Y, Galjart N, Yagi T.
    • 学会等名
      EMBO meeting 2013
    • 発表場所
      amsterdam (Netherlands)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Behavior analysis of CTCF-deficient mice specifically in Purkinje cell(プルキンエ細胞特異的CTCF減少マウスの行動解析)2013

    • 著者名/発表者名
      角岡佑紀、平山晃斉、崎村建司、八木健
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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