神経から幹細胞へのフィードバックシグナル機構の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24700361
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 下向 敦範 独立行政法人理化学研究所, 発生・再生科学総合研究センター, 専門職研究員 (00442971)
• キーワード: 神経幹細胞 / フィードバックシグナル / 自己複製 / 神経層形成

研究概要

生物の発生において空間的に離れた場所にある増殖シグナルと幹細胞がどのようにコミュニケーションをとり制御されているのか？そのメカニズムは未だによく解明されていない。本研究では、脳の形成において神経細胞が発現する増殖因子FGF18が遠くはなれた神経幹細胞を制御していること発見し、具体的にどのように脳の形成に関わっているのかさらなる解析を行った。平成25年度は、1、FGF18コンディショナルノックアウトマウスを用いた生後の表現型の解析。2、FGF18の下流のシグナルによって制御される遺伝子の解析を行った。
1、FGF18遺伝子の欠損による生後脳への影響
FGF18遺伝子の単純な欠損は、生後すぐに死んでしまう為に、生後に脳がどのような異常を生じるかは解析が困難である。そのため、FGF18コンディショナルノックアウトマウスを作成し、生後の脳の形成にどのような異常があるか解析を行った。FGF18遺伝子は、Cre組み替え酵素の発現により欠損するようになっており、将来新皮質となる領域の神経幹細胞に特異的に発現するEmx1-Creのラインを用いて解析を行った。その結果、後期に産生される2/3層の神経層だけが特異的に減少している事が明らかとなった。
2、FGF18の下流のシグナルによって制御される遺伝子の解析。
下流の因子の同定を解明するために、FGF18ノックアウトマウスの胎生14.5日目の脳よりtotalRNAを回収して、次世代シークエンサーを用いたRNAシークエンス解析を行った。現在、その情報の解析を行っている。今後さらなる解析により、FGF18シグナルの下流で神経幹細胞の維持に関与する遺伝子を同定する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Novel and robust transplantation reveals the acquisition of polarized processes by cortical cells derived from mouse and human pluripotent stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Nagashima, Ikuo K Suzuki, Atsunori Shitamukai, Haruko Sakaguchi, Misato Iwashita, Taeko Kobayashi, Shigenobu Tone, Kazunori Toida, Pierre Vanderhaeghen, Yoichi Kosodo
  • 雑誌名: Stem cells and development 巻: (in press)
  • DOI: 10.1089/scd.2013.0251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amplification of progenitors in the mammalian telencephalon includes a new radial glial cell type (2013)
  • 著者名/発表者名: Gregor-Alexander Pilz, Atsunori Shitamukai, Isabel Reillo, Emilie Pacary, Julia Schwausch, Ronny Stahl, Jovica Ninkovic, Hugo J Snippert, Hans Clevers, Leanne Godinho, Francois Guillemot, Victor Borrell, Fumio Matsuzaki, Magdalena Gotz.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4
  • DOI: 10.1038/ncomms3125
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ras/cAMP-dependent Protein Kinase (PKA) Regulates Multiple Aspects of Cellular Events by Phosphorylating the Whi3 Cell Cycle Regulator in Budding Yeast (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Mizunuma, Ryohei Tsubakiyama, Takafumi Ogawa, Atsunori Shitamukai, Yoshifumi Kobayashi, Tomomi Inai, Kazunori Kume, Dai Hirata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 288 ページ: 10558-10566
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.402214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of antagonistic regulation of restart from G(1) delay in response to osmotic stress by the Hog1 and Whi3 in budding yeast. (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaki Mizunuma, Takafumi Ogawa, Tetsuya Koyama, Atsunori Shitamukai, Ryohei Tsubakiyama, Tadamasa Komaruyama, Toshinaga Yamaguchi, Kazunori Kume, Dai Hirata
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 77 ページ: 2002-2007
  • DOI: 10.1271/bbb.130260
  • 査読あり
• [学会発表] Live imaging of the developing brain (2014)
  • 著者名/発表者名: 下向敦範、松崎文雄
  • 学会等名: 第7回神経発生討論会
  • 発表場所: 大阪府、吹田市、大阪大学 吹田キャンパス 銀杏会館
  • 年月日: 20140313-20140314
• [学会発表] 神経幹細胞の自己複製能を維持するシグナルの空間的制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下向敦範、後藤明弘、松田道行、松崎文雄
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都府、京都市、国立京都国際会館
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] Spatial and temporal control of signaling pathways for neural stem cell self-renewal in the developing mammalian brain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsunori Shitamukai, Akihiro Goto, Michiyuki Matsuda, Fumio Matsuzaki
  • 学会等名: 第46回日本発生生物学会
  • 発表場所: 島根県、松江市、くにびきメッセ
  • 年月日: 20130528-20130531
• [図書] Mammalian Development: Networks, Switches, and Morphogenetic Processes, SECTION II. MORPHOGENETIC PROCESSES, 8 Cell Division Modes and Cleavage Planes of Neural Progenitors during Mammalian Cortical Development (2013)
  • 著者名/発表者名: Fumio Matsuzaki, Atsunori Shitamukai
  • 総ページ数: 520
  • 出版者: Cold Spring Harbor Laboratory Press