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2019 年度 実施状況報告書

マウス大脳皮質から霊長類型大脳皮質への人為的進化

研究課題

研究課題/領域番号 18K19383
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

岡戸 晴生  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達神経再生研究分野, プロジェクトリーダー (60221842)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワードRP58 / OSVZ / 脳拡大 / 進化
研究実績の概要

大脳皮質は高次脳機能を担う場であり、大脳皮質を構成する細胞数は、高次脳機能の質を規定すると予想されている。本研究では、細胞周期離脱を人為的に遅ら
せて、ニューロン数の飛躍的増加を試みる。そして「大脳皮質のニューロン数が高次機能を規定している」という仮説を検証する。大脳皮質を構成するニューロン数を増加させることができるのか?「細胞周期離脱を遅延させることにより、ニューロン数を増加させることができる」という原理が実証された場合、脳の進化を考える上で意義は大きい。RP58を欠落させることにより、細胞周期離脱を抑制し、マウスでも霊長類型の前駆細胞層を形成させるために、適当なタイミングでRP58の発現を停止/再開する。人為的な遺伝子の発現制御ができるFASTシステム(Tanaka et al., 2010)を用いる。神経前駆細胞でトランスサイレンサー(tTS)を発現するマウス(Mlc1-tTSマウス)を理研より導入し、すでに作製済のtTSの結合部位(tetO)をRP58の上流に持つ、tetO-RP58マウスとMlc1-tTSマウスを交配させた。その結果、前駆細胞においてRP58を欠落させ、OSVZ様構造を形成させる。OSVZ用構造形成後ドキシサイクリンでtTSの作用を阻害することにより、RP58の発現を再開させる予定である。
RP58の上流にtetO配列を挿入したマウスとMcl1-tTS発現マウスを交配し、その子孫の行動解析を行った。オープンフィールドテスト(30分)の結果は、Mcl1-tTS、tetO homo は、多動であり馴化しない。むしろ徐々に行動量が増える傾向がある。これは、想定通り、前駆細胞でRP58の発現が低下していることをし察している。組織学的解析により、脳室拡大を明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

プロモータをMlc1にしてt Tを発現させRP58を欠落させることで、神経前駆細胞2時のみRP58の減少したマウスを作製する計画であったが、予想に反して脳室が拡大した。そこで、計画を変更して、ドキシサイクリンを適宜投与し、神経分化のある一時期のみ発現が低下するマウスを作製するため、やや進捗が遅れている。

今後の研究の推進方策

現在、神経前駆細胞でトランスサイレンサー(tTS)を発現するマウス(Mlc1-tTSマウス)と、tTSの結合部位(tetO)をRP58の上流に持つ、tetO-RP58マウスとMlc1-tTSマウスを交配させている。ドキシサイクリンの投与により、様々な発達段階での脳組織解析、行動解析を行なう。
RP58を神経幹細胞でホモで減少させると、予想に反して脳室が拡大した。そこで、E16からドキシサイクリンを投与する、あるいはE12まではドキシサイクリンでRP58発現抑制を停止させ、E12から様々な期間までRP58発現を減少させる実験を開始する。

次年度使用額が生じた理由

解析マウスの数が予定より少なかったため試薬代が予定より少なく、使用しない助成金が生じた。次年度の解析費用に使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Corticobasal ganglia projecting neurons are required for juvenile vocal learning but not for adult vocal plasticity in songbirds.2019

    • 著者名/発表者名
      Sanchez-Valpuesta M, Suzuki Y, Shibata Y, Toji N, Ji Y, Afrin N, Asogwa CN, Kojima I, Mizuguchi D, Kojima S, Okanoya K, Okado H, Kobayashi K, Wada K.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 116 ページ: 22833-22843.

    • DOI

      10.1073/pnas.1913575116.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of brain development and brain function by the transcriptional repressor RP58.2019

    • 著者名/発表者名
      Okado H.
    • 雑誌名

      Brain Res.

      巻: 1705 ページ: 15-23

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.02.042.

    • 査読あり
  • [学会発表] Mechanism for the maintenance of cognitive function, Neuro2019, July 25-28 Niigata2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Tanaka, Okado Haruo.
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] 成体でのRP58発現抑制は認知機能低下を惹起する2019

    • 著者名/発表者名
      新保 裕子, 平井 志伸, 田中 智子、田中 謙二、岡戸 晴生
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [産業財産権] 転写抑制因子RP58の発現制御可能なトランスジェニック非ヒト動物2019

    • 発明者名
      岡戸晴生、新保裕子
    • 権利者名
      岡戸晴生、新保裕子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-136490

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公開日: 2021-01-27  

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