脳室帯のシステム科学的研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02457
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 宮田 卓樹 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (70311751)
• 研究分担者: 川口 綾乃 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90360528) ; 篠田 友靖 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (80505652)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 脳発生 / 細胞産生 / 細胞移動 / イメージング / シミュレーション / 定量的解析 / 大脳皮質 / 神経前駆細胞

研究実績の概要

本研究「脳室帯のシステム科学的研究」は，胎生期哺乳類の脳原基の最内層で脳室に面し，細胞産生にあずかる場として知られる「脳室帯」に注目して，そこを構成する神経前駆細胞の動態，細胞間相互作用，力学的メカニズムなどについて，従来にはなかった俯瞰的なライブイメージング技術を基盤として，種々の実験により定量的データを取集するとともに，シミュレーションを組み合わせることで，脳室帯と脳原基壁内全体で営まれる発生現象，脳形成に対して，システム的理解を得ようと 2016年度からの４年計画として企画され，実施されてきた．順調に進捗を得て，2018年に適度な細胞密集が組織弾性を生じさせ，親細胞の分裂時に周囲に蓄えられた男性エネルギーが子細胞の初動に利用されるしくみを発見した（PLOS BioL)．2019年には前駆細胞による細胞周期依存的核運動が過剰になり本来の分裂予定場所に戻れぬことがないよう分化途上細胞がフェンス役を果たすことを見出し（Development), 脳室面からの細胞離脱の分子メカニズムの一端を明らかにした（Nat. Commun.).また神経前駆細胞が伸ばす放射状ファイバーが大脳外側部で曲がっておりそれに沿ったニューロン移動が腹側に向けて広く行われるという「領野」形成の基盤となる胎生早期メカニズムとして，初期ファイバーを腹側に向けて押し曲げる役割を果たす接線方向移動ニューロン集団を見出した（Cell Rep.). さらに「システム的理解」「俯瞰」を神経系細胞とミクログリア（免疫系）との関係性にも向け，ミクログリアの脳原基壁内の分布のしくみ，神経系細胞の分化に対するミクログリアの関与について新知見を得た（2018 Genes cells, 2018 eNeuro, 2020 Nat. Commun. [この研究の詰めの実験等の目的で繰越した]).

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Neuronal Delamination and Outer Radial Glia Generation in Neocortical Development (2021)
  • 著者名/発表者名: Ayano Kawaguchi
  • 雑誌名: Front. Cell Dev. Biol. 巻: 8 ページ: 623573
  • DOI: 10.3389/fcell.2020.623573
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transient microglial absence assists postmigratory neurons in proper differentiation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hattori Y, Naito Y, Tsugawa Y, Nonaka S, Wake H, Nagasawa T, Kawaguchi A, Miyata T.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 1631
  • DOI: 10.1038/s41467-020-15409-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two-photon microscopic observation of cell-production dynamics in the developing mammalian neocortex in utero. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawasoe R, Shinoda T, Hattori Y, Nakagawa M, Pham TQ, Tanaka Y, Sagou K, Saito K, Katsuki S, Kotani T, Sano A, Fujimori T, Miyata T.
  • 雑誌名: Dev Growth Differ 巻: 62 ページ: 118-128
  • DOI: 10.1111/dgd.12648
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 大脳皮質の発生における力学 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮田卓樹
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 38 ページ: 1510
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞離脱の実行役分子Lzts1による大脳形成制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 川口綾乃
  • 雑誌名: 生化学 巻: 92 ページ: 920817
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2020.920817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dorsal-to-Ventral Cortical Expansion Is Physically Primed by Ventral Streaming of Early Embryonic Preplate Neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Okamoto M, Watanabe Y, Noguchi N, Nagasaka A, Nishina Y, Shinoda T, Sakakibara A, Miyata T.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 29 ページ: 1555-1567
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.09.075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lzts1 controls both neuronal delamination and outer radial glial-like cell generation during mammalian cerebral development. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawaue T, Shitamukai A, Nagasaka A, Tsunekawa Y, Shinoda T, Saito K, Terada R, Bilgic M, Miyata T, Matsuzaki F & Kawaguchi A.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 2780
  • DOI: 10.1038/s41467-019-10730-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of the Mesenchymal Stromal/Stem Cell Marker Meflin in Cardiac Tissue Repair and the Development of Diastolic Dysfunction. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hara A, Kobayashi H, Asai N, Shigeyoshi S, Higuchi T, Kato K, Okumura T, Bando YK, Takefuji M, Mizutani Y, Miyai Y, Saito S, Maruyama S, Maeda K, Ouchi N, Nagasaka A, Miyata T, Mii S, Kioka N, Worthley DL, Murohara T, Takahashi M, Enomoto A.
  • 雑誌名: Circ Res 巻: 125 ページ: 414-430
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.119.314806
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meflin-positive cancer-associated fibroblasts inhibit pancreatic carcinogenesis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizutani Y, Kobayashi H, Iida T, Asai N, Masamune A, Hara A, Esaki N, Ushida K, Mii S, Shiraki Y, Ando K, Weng L, Ishihara S, Ponik SM, Conklin MH, Haga H, Miyata T, Takahashi M, Enomoto A. ほか12名
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 79 ページ: 5367-5381
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-19-0454
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 大脳皮質形成の生産物流とクラウドダイナミクス (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮田 卓樹
  • 雑誌名: BRAIN and NERVE 巻: 71 ページ: -
  • 査読あり
• [学会発表] 脳室面に存在するElast inは、発生期大脳の力学的特性を担うことで脳発生に関与している (2021)
  • 著者名/発表者名: 篠田友錆，宮田卓樹
  • 学会等名: 第126回日本解剖学会全国学術集会
• [学会発表] Novel dynamic iamellipodia-like structures in neuro progenitor cells (2020)
  • 著者名/発表者名: 篠田友錆
  • 学会等名: ABiS Symposium
• [学会発表] Molecular mechanisms that control the generation of outer radial glia (2020)
  • 著者名/発表者名: Ayano Kawaguchi
  • 学会等名: German-Japanese Developmental Neuroscience Meeting 2020
  • 国際学会
• [学会発表] 胎生期大脳におけるミクログリア分布の時空間的制御とその生理学的意義 (2020)
  • 著者名/発表者名: 服部祐季、宮田卓樹
  • 学会等名: 第 10 回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
• [学会発表] 大脳発生における outer radial glia誕生の制御機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi A, Kawaue T, Shitamukai A, Tsunekawa Y, Nagasaka A, Saito K, Shinoda T, Matsuzaki F, Miyata T.
  • 学会等名: 第52回日本発生生物学会大会
• [学会発表] Lzts1による前駆細胞の位置移動が大脳皮質ニューロンの運命に与える影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林祐希、川口綾乃、宮田卓樹
  • 学会等名: 第79回日本解剖学会中部支部学術集会
• [学会発表] Imaging and mechanical analysis on the developing cerebral cortex (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyata Takaki.
  • 学会等名: Korea University & Nagoya University Academic Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脳細胞づくりを担う前駆細胞たちの形態・ふるまいを理解するには：これまでと今の問いかけ (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮田 卓樹
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 大脳原基皮質板におけるニューロン個性化完遂にはミクログリアの一時退出が必要である (2019)
  • 著者名/発表者名: 服部 祐季，内藤 裕，川口 綾乃，宮田 卓樹
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 大脳新皮質の腹側方向への拡張的形成には胎生初期プレプレートニューロンの腹側への流れが物理的に貢献する (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 加奈子，岡本 麻友美，渡邊 裕斗，長坂 新，宮田 卓樹
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [備考] Takaki Miyata Laboratory
  • URL: https://www.takaki-miyata-lab.org/