ヒト特異的な脳細胞は果たしてあるのか？シングルセル比較トランスクリプトーム解析

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03313
• 研究機関: 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究
• 研究代表者: 郷 康広 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 特任准教授 (50377123)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 進化 / 脳 / ヒト / チンパンジー / 類人猿 / シングルセル

研究実績の概要

ヒトらしさをつかさどるヒト特異的脳細胞を同定するために，ヒトと類人猿の死後脳を用いたシングルセル比較トランスクリプトーム解析を行うことを目的とした．ヒトや類人猿は実験動物ではないため，新鮮な脳試料を入手することが難しい．そのため，シングルセルスランスクリプトーム解析に通常用いられる生細胞ではなく，凍結試料でも使用が可能であると考えられている細胞核を用いたシングルセル（核）スランスクリプトーム解析の実験プロトコル・解析パイプラインを構築する必要がある．令和3年度は，ヒト2検体，チンパンジー1個体，ゴリラ1個体死後脳の前頭前野から約5000から１万細胞の細胞核の遺伝子発現データを取得した．情報解析の結果，それぞれのサンプルから1細胞核あたり平均2000から3500遺伝子の遺伝子発現データを取得することができた．4サンプルを統合して解析した結果，11種類の興奮性神経細胞，8種類の抑制性神経細胞，2種類のアストロサイト，3種類のオリゴデンドロサイト，1種類のオリゴデンドロサイト前駆細胞，2種類のミクログリア，1種類の上皮細胞を3種すべてにおいて同定することができた．ただし，解析サンプル，解析細胞核数が十分でないものの，細胞タイプの構成比は3種の間で異なっている可能性が示唆された．

現在までの達成度 (段落)

令和3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3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] Nicotinic acetylcholine receptors in a songbird brain (2022)
  • 著者名/発表者名: Asogwa Norman Chinweike、Toji Noriyuki、He Ziwei、Shao Chengru、Shibata Yukino、Tatsumoto Shoji、Ishikawa Hiroe、Go Yasuhiro、Wada Kazuhiro
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: in press ページ: -
  • DOI: 10.1002/cne.25314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uterus-specific transcriptional regulation underlies eggshell pigment production in Japanese quail (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishishita Satoshi、Kitahara Shumpei、Takahashi Mayuko、Iwasaki Sakura、Tatsumoto Shoji、Hara Izumi、Kaneko Yoshiki、Kinoshita Keiji、Yamaguchi Katsushi、Harada Akihito、Ohmori Yasushige、Ohkawa Yasuyuki、Go Yasuhiro、Shigenobu Shuji、Matsuda Yoichi、Suzuki Takayuki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 ページ: e0265008
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0265008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro monitoring of HTR2A-positive neurons derived from human-induced pluripotent stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakai Kento、Shiga Takahiro、Yasuhara Rika、Sarkar Avijite Kumer、Abe Yuka、Nakamura Shiro、Hoashi Yurie、Kotani Keisuke、Tatsumoto Shoji、Ishikawa Hiroe、Go Yasuhiro、Inoue Tomio、Mishima Kenji、Akamatsu Wado、Baba Kazuyoshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 15437
  • DOI: 10.1038/s41598-021-95041-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 自閉症モデルマーモセット脳におけるシングルセル遺伝子発現解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 郷康広、渡邊恵、中垣慶子、小賀智文、辰本将司、石川裕恵、臼井千夏、一戸紀孝
  • 学会等名: 第11回日本マーモセット研究会
• [学会発表] In vivo条件で発火活動を記録した神経細胞の遺伝子発現解析法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柳下晴也、岡本和樹、郷康広、池谷裕二、佐々木拓哉
  • 学会等名: 日本薬学会第142年会
• [学会発表] 適応回路を担う網羅的細胞種センサス技術の開発と高度化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 郷康広
  • 学会等名: 学術変革領域(B)「ハブ決定剛軟因子」シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 成体動物において発火活動を記録した神経細胞の遺伝子発現解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柳下晴也、岡本和樹、郷康広、池谷裕二、佐々木拓哉
  • 学会等名: 第145回日本薬理学会関東部会
• [学会発表] ノウサギ属における冬季白化／非白化の遺伝基盤と収斂進化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 木下豪太, 布目三夫, 郷康広, 牧野能士, 辰本将司, Alexey P KRYUKOV, Sang-Hoon HAN, Irina KARTAVTSEVA, 永野惇，山田文雄, 井鷺裕司，北野潤, 鈴木仁
  • 学会等名: 日本進化学会第23回東京大会
• [学会発表] 鳴禽類の歌行動進化の神経分子メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 田路矩之, 柴田ゆき野, 辰本将司, 石川裕恵, 郷康広, 和多和宏
  • 学会等名: 第92回日本動物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 自閉症モデルマーモセット脳におけるシングルセル遺伝子発現解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 郷康広、辰本将司、石川裕恵、臼井千夏、渡邊恵、小賀智文、一戸紀孝
  • 学会等名: 第37回日本霊長類学会大会
• [学会発表] シロテテナガザルの複数脳領域における網羅的遺伝子発現解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 五藤花，大石高生，郷康広，早川卓志
  • 学会等名: 第37回日本霊長類学会大会
• [図書] 疾患原因遺伝子・タンパク質の解析技術と創薬/診断技術への応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 郷康広（分担執筆），技術情報協会（編集）
  • 総ページ数: 530
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 978-4-86104-877-7
• [図書] ヒトゲノム事典 (2021)
  • 著者名/発表者名: 郷康広（分担執筆），井ノ上逸朗, 今西規, 河村正二, 斎藤成也, 颯田葉子, 田嶋 敦（共同編集）
  • 総ページ数: 448
  • 出版者: 一色出版
  • ISBN: 978-4-910389-12-7
• [図書] 個性学入門 (2021)
  • 著者名/発表者名: 郷康広（分担執筆），保前文高、大隅典子（共同編集）
  • 総ページ数: 244
  • 出版者: 朝倉書店
  • ISBN: 978-4254102956
• [備考] 自然科学研究機構生命創成探究センター（郷ラボ）のホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/coggen/index.html