力学的観点から問う大脳発生

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08489
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 篠田 友靖 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (80505652)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 大脳発生 / 核運動 / 神経前駆細胞

研究実績の概要

多細胞生物は、細胞たちが三次元的に積み重なることで構成されている。この際の「細胞たちの間に働いている力」が、再現性の高い積み重なり、すなわち再現性の 高い組織・器官発生を保証することが近年判ってきた。脊椎動物の脳の発生過程では、前駆細胞たちで作られた上皮構造に、(前駆細胞から生まれた)神経細胞が積層する。本研究では、<1>大脳原基の細胞の物性、および<2>細胞間に存在する力の「方向・大きさ」を見出し、これが大脳発生、すなわち脳壁での細胞の「積み重なり」において果たす役割を明らかにすることを目標とする。研究代表者らは2018年に、脳室面近傍域の物性が前駆細胞の核運動に極めて重要な役割を果たすことを報告した。更なる発展として令和1年度は、<1>脳壁内部の力学的状況マッピング、および<2>脳壁の物性を担う新たな分子機構の探索を実施した。
<1>切り出したマウス胎仔脳壁に、蛍光標識したフロロカーボンオイルの「油滴」をマイクロインジェクションし、それがどのような形状になるかを計測した。インジェクション自体には成功しているが、脳組織になるべく無傷で導入しないと安定した計測が行えないことが明らかになりつつある。現在、インジェクション法の工夫に尽力している。
<2>脳室面は上皮構造アピカル面として「常に収縮しようとする」力を有することはすでに報告されている。研究代表者らは、脳室面を覆うように存在する弾性繊維と呼ばれる蛋白複合体が、脳室面の収縮性を担うことを見出した。

研究成果

• [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 Ryotaro、Shinoda Tomoyasu、Hattori Yuki、Nakagawa Mami、Pham Trung Quang、Tanaka Yoshihiro、Sagou Ken、Saito Kanako、Katsuki Satoru、Kotani Tomomi、Sano Akihito、Fujimori Toshihiko、Miyata Takaki
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 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] 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 Kanako、Okamoto Mayumi、Watanabe Yuto、Noguchi Namiko、Nagasaka Arata、Nishina Yuta、Shinoda Tomoyasu、Sakakibara Akira、Miyata Takaki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 ページ: 1555～1567.e5
  • 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: -
  • DOI: 10.1038/s41467-019-10730-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Elasticity in the subapical area maintains neuroepitherial structure in mammalian developing cerebral cortex (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Tomoyasu, Miyata Takaki
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会・全国学術集会
  • 国際学会
• [学会発表] Novel dynamic lammelipodia-like structures in neural progenitor cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Tomoyasu
  • 学会等名: ABiS Symposium 'Forefront and future of electron microscopic imaging'
  • 国際学会
• [備考] 研究トピックス
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/PLOS_B_20180423.pdf