脳組織構築分子基盤解明のための哺乳類胚操作技術の開発

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11558090
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大隅 典子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00220343)
• 研究分担者: 若松 義雄 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (60311560)
• キーワード: 神経発生 / 哺乳類胚操作法 / 超音波生物顕微鏡 / 超音波ガイド子宮内手術法 / 遺伝子導入

研究概要

記憶、学習、情動といった脳の高次機能は、領域特異的な種々のニューロンとその間に複雑に張り巡らされた神経回路網によって担われており、脳の組織構築機構を統合的に理解することは、神経科学における最も重要な課題のひとつである。哺乳類における脳組織構築を分子レベルで解析するためには、領域特異的な分子をさらに探索するとともに、神経管が形成される胎生中期から後期の特定の時期に、特定の領域を標的として遺伝子操作を行い、胚発生をさらに進行させる新規技術の開発が不可欠であるといえる。そこで本研究では脳組織構築の分子基盤解明のために
1)長期生存を維持しうる哺乳類胎生中期〜後期胚操作技術の開発
2)哺乳類胎生中期〜後期胚大脳に対する細胞移植法の開発
3)哺乳類胎生中期〜後期胚大脳に対する遺伝子導入法の開発
を行うことを目的とする。
本年度は以下のような研究成果が得られた。
1)長期生存を維持しうる哺乳類胎生中期〜後期胚操作技術の開発
胎生中期〜後期哺乳類胚に実験的操作を加え、末期まで発生を維持できるin vivo胚操作技術として「超音波ガイド子宮内手術法」を行うための超音波生物顕微鏡の機種や条件の検討を行った。その結果、50MHzの周波数の場合に50ミクロンの解像度で5mmの深度までの良好な画像が得られることが明らかになった。
2)遺伝手導入のための効率の良い発現ベクターの開発を試み、CMVエンハンサーとbeta-actinプロモーターを有するpCAXベクターが哺乳類胎児脳での遺伝子発現誘導に適することが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Torii M.,Matsuzaki F.,Osumi N. et al.: "Transcription factors Mash-1 and Prox-1 delineate early steps in differentiation of neural stem cells in the developing central nervous system"Development. 126. 443-456 (1999)
• [文献書誌] Kawano H.,Fukuda T.,Kubo K.,Horie M.,Takeuchi K.,Osumi N. et al.: "Pax6 is required for the thalamocortical pathway formation in fetal rats"Journal of Comparative Neurology. 408. 147-160 (1999)
• [文献書誌] Kamitori S.,Machide M.,Osumi N.and Kohsaka S.: "Expression of receptor tyrosine kinase RYK in developing rat central nervous system"Developmental Brain Research. 114. 149-160 (1999)
• [文献書誌] Shimoda Y.,Tajima Y.,Nagase T.,Harii K.,Osumi N.,and Sanai Y.: "Cloning and expression of a novel galactoside b1,3-glucuronyltransferase involved in the biosynthesis of HNK-1 epitope"Journal of Biological Chemistry. 274. 17115-17122 (1999)
• [文献書誌] Akamatsu W.,Okano H.J.,Osumi N. et al.: "Mammalian ELAV-like neuronal RNA-binding proteins HuB and HuC promote meuronal development in both the central and the peripheral nervous systems"Proc Natl Acad Sci USA. 96(17). 9885-9890 (1999)
• [文献書誌] Ishii Y.,Nakamura S.and Osumi N.: "Demarcation of early mammalian cortical development by differential expression of fringe genes"Developmental Brain Research. 119. 307-320 (2000)