新規遺伝スイッチを用いた鳥類大脳神経回路形成機構の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K22665
• 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: 隈元 拓馬 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, 主席研究員 (10570880)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2023-03-31
• キーワード: 神経発生 / 遺伝ツール

研究実績の概要

本研究は哺乳類と非哺乳類の大脳の発生過程の比較解析を行うことで、生物種に特異的な大脳外套構造を生み出す発生学的基盤を明らかにすることを最終的な目的とする。そのために、研究代表者が開発したゲノム挿入依存的遺伝スイッチ（iOnスイッチ）の改良と鳥類脳の時空間的イメージング法の整備を取り組んできた。
iOnスイッチの改良に関して、2021年度に核に局在化する（H2Bタグ）５色のプラスミドを作製していたが、細胞質全体に発現するプラスミドが３色しかなかったため、こちらに関しても５色（CFP/GFP/YFP/RFP/IRFP）のバージョンを作製した。その後、細胞質・核染色のコンビネーションを用いて、マウス大脳皮質、ニワトリ大脳、カメ大脳をモデルに、多重クローン解析がどの程度可能になるのかの条件検討を行った。その結果、細胞質３色・核３色・細胞質＋核３色ずつ、のいずれも想定通りの発現が見られたが、簡便に解析を行うためには、細胞質３色で標識濃度を調整するのが一番妥当であると判明した。
イメージングに関しては、2021年度までに、CUBICやScale法を用いてクローン標識鳥類脳スライス及び全脳を透明化し、共焦点顕微鏡を用いて１細胞レベルで撮影することに成功したが、全脳透明化したサンプルを光シート顕微鏡で撮影する方法に関してはうまくいっていなかった。そこで2022年度では、東京都健康長寿医療センターの西宗先生・豊田先生と共同研究を始め、Zwiss社の光シート顕微鏡を使用させていただき、より理想的な３次元画像を取得することができた。こちらはまだ調整が必要なので、今後さらなる調整を進めていく。
2022年度の研究計画は大きな遅れはなく研究を進められてきたが、細胞系譜のデータベース化はまだ進められていない。一方、当該研究の論文化については、現在投稿目前であり、2023年度中の早い段階で投稿する予定である。

研究成果

• [学会発表] ゲノム挿入依存的遺伝スイッチの開発と脳進化発生研究への応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 隈元拓馬
  • 学会等名: 日仏生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of the timing and distribution of glial cells in the developing chick pallium (2022)
  • 著者名/発表者名: 隈元拓馬
  • 学会等名: Neuro2022
  • 国際学会
• [学会発表] Extensions of the iOn (integration-coupled On) transgenesis strategy to trace lineage and probe gene function in neural stem cells (2022)
  • 著者名/発表者名: T. Kumamoto(*), K. Keshavarz-Ferajkhah(*), S. Esposito, G. Le Dreau, F. Maurinot, R. Barry-Martinet, C. Vaslin, S. Vandormael-Pournin, M. Le, M. Lerat, D. Niculescu, M. Cohen-Tannoudji, A. Rebsam, K. Loulier, S. Tozer, S. Nedelec and J. Livet
  • 学会等名: FENS2022
  • 国際学会
• [備考] 個人の研究ページ
  • URL: https://takumakumamoto.wixsite.com/mysite