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2016 年度 実施状況報告書

HMGA2とポリコーム群タンパク質による神経幹細胞の増殖期制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K06947
研究機関東京大学

研究代表者

岸 雄介  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (00645236)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード神経幹細胞 / HMGA / ポリコーム / 遺伝子導入法
研究実績の概要

大脳新皮質神経幹細胞の増殖期からニューロン分化期への移行メカニズムについて、PcG関連遺伝子やHMGA1, 2に着目して研究を行うことを目的としている。
本年度は、昨年度から開発している神経管閉鎖前の羊水を介した神経幹細胞への遺伝子導入法の確立を目指した。その結果、これまでに報告のないE7.0から遺伝子導入することが可能であることがわかった。このstageでの遺伝子導入は世界初の手法である。また、遺伝子導入の成功率、導入効率も非常に良い成績を上げられるようになり、かつ内胚葉、外胚葉由来の多くの組織への遺伝子導入が確認されたため、多くの研究者が利用できる汎用性の高い手法であると考えられる。現在この手法を発表しようと論文準備中である。
また、この手法を用いてHMGA2過剰発現、ノックダウンを行っており、予備的ではあるがHMGA2が増殖期からニューロン分化期への移行に重要であることを示唆する結果を得ている。
さらに、昨年度作製したRing1A -/-; 1B f/f; Sox1-Creマウスを解析したところ、PcGが大脳の背腹軸決定に重要な役割を果たす可能性を示唆する結果を得ている。さらに詳細に解析するために、上で開発した手法を応用している。
これらの結果は、上の新規手法を活用した上に、増殖期からニューロン分化期への移行に関わる遺伝子を同定したという意味で非常に大きな意義を持つと考えている。また、上記の遺伝子以外の様々な候補遺伝子の機能も新規手法を用いて解析し始めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

世界初である神経管閉鎖前の遺伝子導入法について、発表するめどがついてきた。
その手法を用いて、HMGA2という増殖期からニューロン分化期への転換に関わる因子を同定しつつある。
また、PcGが大脳の領域化に重要な役割を果たすことを予期しない新しい結果を得ることができた。

今後の研究の推進方策

以上の、
1, 神経管閉鎖前の遺伝子導入方の開発
2, HMGA2の増殖期からニューロン分化期への移行における役割解明
3, PcGの大脳領域化における役割解明
について、さらに実験を進める。
また、2についてHMGA2以外にも興味深い遺伝子が幾つかあるので、それについても同様の実験により役割を解明していきたい。

次年度使用額が生じた理由

神経管閉鎖前の遺伝子導入法は遺伝子改変マウスを用いるより低コストで実験が可能であるが、昨年度まではE8.0での導入に成功していたが、今年度はE7.0でも導入することができることがわかった。これにより、さらにコストを下げることに成功したためである。

次年度使用額の使用計画

E7.0, E8.0での遺伝子導入法を用いて様々な遺伝子の機能を解析する。また、機能解析が早く進めばそのメカニズム解析を進めたい。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] The PDK1-Akt Pathway Regulates Radial Neuronal Migration and Microtubules in the Developing Mouse Neocortex2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Itoh, Maiko Higuchi, Koji Oishi, Yusuke Kishi, Tomohiko Okazaki, Hiroshi Sakai, Takaki Miyata, Kazunori Nakajima and Yukiko Gotoh
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 113(21) ページ: E2955-64

    • DOI

      10.1073/pnas.1516321113

    • 査読あり
  • [学会発表] In utero transfection to neuroepithelial cells before neural tube closure2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kishi, Keisuke Hashimoto, Yurie Maeda, Toshiaki Katada, Kenji Kontani and Yukiko Gotoh
    • 学会等名
      第10回神経発生討論会
    • 発表場所
      秋保リゾートホテルクレセント(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2017-03-10 – 2017-03-11
  • [学会発表] Global changes of the chromatin state during neuronal maturation2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kishi, Shintaro Hirano, Seishin Sakai and Yukiko Gotoh
    • 学会等名
      The Start of New Genomics
    • 発表場所
      東京大学(東京都、文京区)
    • 年月日
      2017-01-10 – 2017-01-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経発生におけるクロマチン構造制御の役割2016

    • 著者名/発表者名
      岸雄介
    • 学会等名
      名古屋大学、IGER SEMINAR/アドバンス生命理学特論
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳新皮質ニューロン分化過程におけるクロマチン構造変化2016

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、川路啓太、坂井星辰、後藤由季子
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県、仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経発生におけるクロマチン制御2016

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、川路啓太、坂井星辰、後藤由季子
    • 学会等名
      新学術領域「生殖細胞エピゲノム」「ステムセルエイジング」合同若手勉強会2016
    • 発表場所
      別府亀の井ホテル(大分県、別府市)
    • 年月日
      2016-07-27 – 2016-07-29
  • [学会発表] クロマチン構造変化の可視化によるニューロン分化遺伝子群制御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      岸雄介、川路啓太、坂井星辰、後藤由季子
    • 学会等名
      新学術領域「クロマチン動構造」第4回班会議
    • 発表場所
      ルスツリゾート(北海道、虻田郡留寿都村)
    • 年月日
      2016-07-07 – 2016-07-09
  • [学会発表] Locus-specic expansion of Polycomb domain determines the temporal repression of the neurogenic genes in neocortical development2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Kishi, Yusuke Hirabayashi, Kelsey Tyssowski, Haruhiko Koseki, Yutaka Suzuki, Yukiko Gotoh
    • 学会等名
      第14回幹細胞シンポジウム
    • 発表場所
      淡路夢舞台(兵庫県、淡路市)
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-21
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 生体の科学2017

    • 著者名/発表者名
      坂井星辰、岸雄介
    • 総ページ数
      94 (9-13)
    • 出版者
      医学書院

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公開日: 2018-01-16  

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