マウス脳発生期における海馬CA1錐体細胞の放射状グリア線維を介した移動の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K18363
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 北澤 彩子 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (10535298)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 海馬 / 大脳新皮質 / 錐体細胞 / 細胞移動 / 異所移植 / N-カドヘリン / リーリン

研究実績の概要

昨年度までに、大脳新皮質とCA1錐体細胞の移動には様々な共通点がある反面、お互い異なる環境に移植された場合には、移植された場所に適応しない（すなわち、異なる環境では移動ができない）ことを明らかにした。本年度は、両者の移動の違いについてその分子メカニズムを解明することを目的として、接着分子等に着目して解析を行った。
初めに、大脳新皮質錐体細胞とその足場に用いられるradial glial fiber（RGF）に発現していることが知られているN-カドヘリンに着目した。CA1錐体細胞の移動への影響を検討するため、電気穿孔法を用いてN-カドヘリン機能阻害実験を行った結果、錐体細胞の移動は阻害された。さらに先導突起を高倍率で観察した結果、正常とは異なりRGFとの間に隙間が多数観察された。一方、レスキュー実験を行った結果、先導突起の異常な形状は正常に戻った。この形態変化は大脳新皮質ではあまり観察されない事から、CA1錐体細胞の移動にもN-カドヘリンが重要である事を明らかし、N-カドヘリンの発現量を変化させた時に大脳新皮質の場合と先導突起の形状が異なる事を明らかにした。
次に、N-カドヘリンとの関与が既知のリーリンに着目した。リーリンはN-カドヘリンを介して細胞凝集を促進する事が知られていた。免疫蛍光染色による比較ではCA1領域の方が、リーリンが高濃度であることを明らかにした。リーリン欠損マウスより得られたCA1領域の錐体細胞を野生型マウスの大脳新皮質へ異所移植したが、同様に適応出来ない事が明らかになった。このため、CA1領域の錐体細胞の特性が高いリーリン濃度によって生じるとの仮説は否定的であると考えられる。今後は、両者の移動の違いにはN-カドヘリンを始めとする接着関連因子が重要である可能性を想定して、さらに詳細な検証を行っていきたい。

備考

仲嶋研究室ホームページ
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研究成果

• [雑誌論文] Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Taku Nagai, Yukiko Ito, Keitaro Yoshida, Toshihiro Endo, Seico Benner, Wei Shan, Ayako Kitazawa, Michihiko Aramaki, Kazuhiro Ishii, Minkyung Shin, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Masaki Kakeyama, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima, et al.
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 2 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1172/jci.insight.88609
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Improvement of cognitive deficits observed in a mouse model of extremely preterm infants with brain injuries (2018)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Debabrata Hazra, Satoshi Yoshinaga, Ayako Kitazawa, Minkyung Shin, Keitaro Yoshida, Kenji F. Tanaka, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] FlashTag technology reveals areal differences in neuronal migration in the cerebral cortex of developing mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Region-dependent differences in the migratory capacity of hippocampal CA1 and neocortical neurons during brain development (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayako Kitazawa, Minkyung Shin, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト 2017年度冬のシンポジウム
• [学会発表] Areal differences in neuronal migration in the developing cerebral cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 次世代脳プロジェクト 2017年度冬のシンポジウム
• [学会発表] Analysis of cortical development in a newly established mouse model of extremely preterm infants with brain injuries (2017)
  • 著者名/発表者名: Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Taku Nagai, Ayako Kitazawa, Keitaro Yoshida, Wei Shan, Michihiko Aramaki, Kazuhiro Ishii, Minkyung Shin, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Kenji F. Tanaka, Sachio Takashima, Masahiro Nakayama, Masayuki Itoh, Yukio Hirata, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima, et al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience, Neuroscience 2017 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 超早産児に生じる脳障害のマウスモデル作成の試み (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保健一郎、出口貴美子、永井拓、シャン ウェイ、北澤彩子、荒巻道彦、石井一裕、シン ミンギョン、高嶋幸男、中山雅弘、伊藤雅之、アンタルフィ バーバラ、アームストロング ダーナ、山田清文、井上健、仲嶋一範
  • 学会等名: 第52回TOKYOニューロサイエンス研究会
• [学会発表] 種々の胎生時期と大脳皮質領域における神経細胞移動の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉永怜史、シンミンギョン、北澤彩子、久保健一郎、仲嶋一範
  • 学会等名: 第52回TOKYOニューロサイエンス研究会
• [学会発表] Region-dependent differences in the migratory capacity of hippocampal CA1 and neocortical neurons during brain development (2017)
  • 著者名/発表者名: Ayako Kitazawa, Minkyung Shin, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第60回日本神経化学会大会
• [学会発表] Structural analyses of radial glial fibers in the developing reeler neocortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] Areal differences in neuronal migration in the cerebral cortex of developing mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
  • 学会等名: Cortical Development Conference 2017
  • 国際学会