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2018 年度 実績報告書

前頭前野を中心とする哺乳類大脳皮質の形成過程ならびにその進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J05365
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

吉永 怜史  慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード神経細胞移動 / 大脳皮質 / 神経発生 / フラッシュ・タグ
研究実績の概要

異なる領域のニューロン移動を同一脳で比較する方法として、最近主にリボ核酸・シークエンスで使用され始めたフラッシュ・タグ法を若干改変した方法でニューロン移動をトレースする研究を包括的に行った。大脳皮質発生において、ニューロンは脳の深部で誕生し脳表面に向かってどの領野でも同じように移動していくという、従来研究者に共有されていたスキームを覆す明瞭な細胞移動の領域毎の違いがあることを昨年までに見いだしていたが、これは胎児期のニューロン産生期のうち、ある一時期で明瞭で、他の時期では目立たないことを明確にした。また、背外側では前方ほど脳表面に早く到達するが、背内側では前方ほど遅く到達する結果、(内側)前頭前野のレベルとそれより後方のレベルでは領域差の程度に差があることもわかった。領域差が将来のニューロンは誕生時期ごとに異なる層に移動し異なるニューロンに分化することを考え合わせると、ニューロン移動の領域差に明瞭な違いには重要な発生学的意義ないし初期回路形成上の必要性があることを示唆している。
また、皮質形成の最初期に誕生するニューロンのうち、サブプレートと呼ばれる細胞集団が明瞭な細胞層を皮質板の下に形成する様子や皮質板との関係についてつぶさに観察している。従来、プレプレートと呼ばれる皮質形成最初期に一時的に出現する構造の中に皮質板ニューロンが移動してきて細胞密度の高い皮質番を形成し始めることで他動的にサブプレート層が形成されると一般に理解されてきたが、そう単純ではなさそうである。サブプレート細胞はヒトの神経病理学で精神神経疾患との関連が指摘されている。サブプレート特異的に発現する遺伝子は精神神経疾患のリスク遺伝子を多く含むことも知られており、この現象は精神神経疾患の病態の背後にある重要な現象である可能性があるため、これを精力的に解析している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

引き続き、フラッシュ・タグ法に着目し、ニューロン移動プロフィールの解析を精力的に行い、包括的に神経細胞移動の解析を進められた。細胞と細胞外環境との関連についても観察と考察を深め、比較解剖学的考察も進めている。

今後の研究の推進方策

フラッシュ・タグ法は移動ニューロンから見た細胞外環境がどのように形成され、またニューロン移動へどのような影響を与えるかを簡便に解析することを可 能にするツールと所見を提供した。今後は、これを活用しつつ、他の神経解剖学的手法・子宮内電気穿孔法ならびに昨今進展の著しいゲノム編集技術をあわせて利用することでこのような領域毎の違いがどのように形成されるか、また神経回路形成の最初期でのイベントがどのようなものかを解析していく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件)

  • [国際共同研究] Inserm(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Inserm
  • [雑誌論文] Both excitatory and inhibitory neurons transiently form clusters at the outermost region of the developing mammalian cerebral neocortex2019

    • 著者名/発表者名
      Shin Minkyung、Kitazawa Ayako、Yoshinaga Satoshi、Hayashi Kanehiro、Hirata Yukio、Dehay Colette、Kubo Ken‐ichiro、Nakajima Kazunori
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 527 ページ: 1577~1597

    • DOI

      10.1002/cne.24634

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] FlashTag technology reveals areal differences in neuronal migration and positioning in the cerebral cortex of developing mice2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yoshinaga, Minkyun Shin, Ayako Kitazawa, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] 発生中の大脳新皮質において辺縁帯直下に認める比較的未成熟な神経細胞の凝集構造についての知見2019

    • 著者名/発表者名
      久保健一郎、シン ミンギョン、北澤彩子、吉永怜史、林周宏、仲嶋一範
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] マウス大脳皮質発生における、ニューロン移動の領域差の個体発生的解析(Ontogenetic analyses of areal differences in neuronal migration in the cerebral cortex of developing mice2018

    • 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41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 精神科医でもある大学院生が行っている神経発生研究 、シンポジウム7 基礎研究で活躍する精神科医の魂は進化したのか?2018

    • 著者名/発表者名
      吉永怜史
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会・第61回日本神経化学会大会合同年会
  • [学会発表] Structural view of radial glial cells in the developing mouse neocortex2018

    • 著者名/発表者名
      Minkyung Shin, Ayako Kitazawa, Satoshi Yoshinaga, Kanehiro Hayashi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会・第61回日本神経化学会大会合同年会
  • [学会発表] Optogenetic induction of neural synchronization in the mouse medial prefrontal cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Debabrata Hazra, Satoshi Yoshinaga, Keitaro Yoshida, Kenji F. Tanaka, Kimiko Deguchi,Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima
    • 学会等名
      Society for Neuroscience, Neuroscience 2018 meeting
  • [学会発表] Optogenetic modulation of neural synchronization in the mouse prefrontal cortex by using in utero electroporation2018

    • 著者名/発表者名
      Debabrata Hazra, Satoshi Yoshinaga, Keitaro Yoshida, Kenji F. Tanaka, Kimiko Deguchi, Ken-ichiro Kubo, and Kazunori Nakajima,
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会・第61回日本神経化学会大会

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公開日: 2023-03-23  

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