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2021 年度 実績報告書

パターン形成・増殖・分化タイミングの相互作用による中枢神経細胞の位置的・量的制御

研究課題

研究課題/領域番号 20H03263
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

笹井 紀明  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (80391960)

研究分担者 磯谷 綾子  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (20444523)
近藤 亨  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (30270573)
別所 康全  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70261253)
白井 学  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, オープンイノベーションセンター, 室長 (70294121)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードソニック・ヘッジホッグ / オルガノイド / 中枢神経系 / モルフォゲン / 幹細胞 / 神経分化 / ニワトリ胚
研究実績の概要

マウス胚性幹細胞の神経分化系を用い、モルフォゲンの1つであるソニック・ヘッジホッグ(Sonic Hedgehog; Shh)が脳領域の形成に必須の役割を果たす役割、並びにその下流の転写ネットワークの解明を試みた。本年度は特に視床下部領域に着目し、幹細胞から幼弱な脳神経前駆細胞を作成した。ここに異なる濃度のShhを作用させることにより、視床下部内の小領域を作り分けることに成功した。さらに、この小領域を特徴づける各遺伝子の間に転写ネットワークが存在し、これらが相互の転写を抑制・または活性化することにより各小領域の分化と細胞数が決定されることを明らかにした。また、この転写ネットワークはニワトリ胚を用いた強制発現系でも確認できた。このことは、Shhが形成する濃度勾配が視床下部の小領域の形成に必須の役割を果たすことを明らかにしたものとして重要である。

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

遺伝子変異幹細胞を多数作成することにより、モルフォゲンの効果の変化を観察でき、さらにその転写因子のネットワークの一端を明らかにできたことから、当初の目標がおおむね達成できたと判断した。

今後の研究の推進方策

今後、幹細胞に複数のモルフォゲンを作用させて脳領域をはじめとする中枢神経領域を作り分け、さらにその部分で特異的に発現する遺伝子を網羅的に解析することにより、下流遺伝子のネットワークの解析を深化させる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Manipulation of signal gradient and transcription factors recapitulates multiple hypothalamic identities2023

    • 著者名/発表者名
      Maho Yamamoto, Agnes Ong Lee Chen, Takuma Shinozuka, Manabu Shirai, Noriaki Sasai.
    • 雑誌名

      Stem Cells

      巻: N/A ページ: N/A

    • DOI

      10.1093/stmcls/sxad018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Rx transcription factor is required for determination of the retinal lineage and regulates the timing of neuronal differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Maho Yamamoto, Agnes Ong Lee Chen, Takuma Shinozuka, Noriaki Sasai
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: 64 ページ: 318-324

    • DOI

      10.1111/dgd.12796

    • 査読あり

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公開日: 2023-12-25  

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