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研究代表者らはこれまでに、マウスおよびヒトES細胞から大脳組織や網膜組織を自己組織化的に誘導できる分化培養系を構築してきた。そこでは種特異的な発生の時間スケールも同様に再現される。つまり、多能性幹細胞からの分化誘導系は種特異的な発生時間スケールの分子基盤を研究するための良いモデルとして捉えることができる。本研究では、マウス及びヒト多能性幹細胞からの分化誘導系を用いて、脳組織形成過程の細胞・分子動態やゲノムワイドな遺伝子発現を比較解析することによって、種固有の発生時間スケールを規定する分子基盤を明らかにすることを目的とする。本年度は以下の研究を行った。
・RNA-seq解析から明らかになったヒト特異的に存在する網膜発生に関与する細胞サブタイプの解析
発生過程の網膜組織においてヒト特異的に存在する神経前駆細胞サブタイプを単離するための細胞表面マーカーの探索を行い、複数の候補分子を得た。これらの分子マーカーを認識する抗体を用いてFACSによる単離を行った。さらに、単離した前駆細胞の分可能を解析し、網膜発生における役割を検討した。
・マウス特異的に発現している細胞骨格制御因子の神経組織形成過程における機能解析を行った。
これまでの研究で同定した、マウス特異的に発現する細胞骨格制御因子の神経組織形態形成過程における機能解析を網膜オルガノイド及びマウス個体を用いて行った。その結果、これらの遺伝子群は力学環境依存的な転写制御を受けることを明らかにした。また、これらの遺伝子群の転写制御に共通して関与する転写因子を同定し、この転写因子の網膜発生過程特異的に欠損する変異マウスの作成を行った。変異マウスの解析を含めた論文作成を行い、2021年度中に投稿予定である。
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