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2020 年度 実績報告書

哺乳類大脳新皮質の発生・進化におけるサブプレートニューロンの機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03270
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

丸山 千秋  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, プロジェクトリーダー (00281626)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード脳進化 / サブプレート / 大脳皮質 / シングルセル解析
研究実績の概要

大脳新皮質は哺乳類独自の脳構造で遅生まれニューロンほど上に層を作る、インサイドアウトの6層構造をとる。6層の構造内には同種のニューロンがびっしりと配置され、複雑な神経回路を構築している。この層構造は脳室帯で誕生した神経細胞が脳表に向かって次々と移動する放射状神経細胞移動をすることで、効率よく多くのニューロンを脳の表層まで移動させることができるが、その仕組みは不明な点が多かった。これまでに我々はサブプレート層に局在するサブプレートニューロンがこの細胞移動を効率よく進めるために重要な役割を果たしていることを見出した。サブプレートニューロンは大脳皮質の発生過程で最初期に誕生、成熟するニューロンで、生後は大部分が細胞死により消失することも知られている。しかしながら一部は成体まで残存し、睡眠や意識の制御にも関与することが示唆されているがその機能については未解明である。
そこで、本研究はサブプレートニューロンの発生起源やサブタイプの詳細、また成体での機能を調べることで脳構築メカニズムを解明することを目的とする。
このためにまずは、サブプレートニューロンの分子発現の詳細をシングルセルレベルで明らかにし、サブタイプを同定し、その機能分担があるのかどうかについて解析することから始める。

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

Lpar1-GFP TgマウスのE17の大脳皮質からGFP陽性細胞をFACSで単離し、C1HT(800cell)シングルセル解析システムを用いて1細胞ごとに単離し、RNAseqを行った。データをSueratで解析し、クラスタリング解析を行い、既知のサブプレートマーカーの発現状況と合わせて解析を進めた。また、Visium空間的遺伝子発現解析も行い、そのデータとも照らし合わせることで、いくつかの新規サブプレートマーカー候補分子を同定した。

今後の研究の推進方策

シングルセル解析をLpar1GFPのサブプレートニューロンについて行ったが、別のサブタイプであるNeuroD1-Cre/Ai14(E10Tmx)のサブプレートニューロンも単離してシングルセル解析を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Subplate neurons as an organizer of mammalian neocortical development.2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka-Maruyama C
    • 雑誌名

      Front. Neuroanat

      巻: 14 ページ: 8

    • DOI

      10.3389/fnana.2020.00008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Changes in Wnt-dependent neuronal morphology underlie the anatomical diversification of neocortical homologs in amniotes2020

    • 著者名/発表者名
      Nomura T, Ohtaka-Maruyama C, Kiyonari H, Gotoh H, Ono K
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 ページ: 107592

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.107592

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Subplate neuron acts as an organizer for mammalian neocortical formation2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtaka-Maruyama C
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会 シンポジウム「Neural mechanisms underlying primate social behavio:self,other,and social interaction
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サブプレートニューロンの神経活動による大脳新皮質構築のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋
    • 学会等名
      第62回日本小児神経学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 発生期マウス大脳新皮質におけるECMプロテアーゼによる神経細胞移動制御2020

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋
    • 学会等名
      第5回領域班会議 『脳構築における発生時計と場の連携』
  • [学会発表] サブプレートニューロンの神経活動による大脳新皮質構築のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋
    • 学会等名
      第63回日本神経化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経細胞移動様式の変化による大脳皮質の進化のメカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      和田京介、隈元拓馬、丸山千秋
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 大脳新皮質形成の仕組み -神経発生学研究から-2020

    • 著者名/発表者名
      丸山千秋
    • 学会等名
      日本学術会議第一部心理学・教育学委員会主催 公開シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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