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2019 年度 実績報告書

場の変化が明らかにする神経前駆細胞の時間個性獲得の機構

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 19H04773
研究機関名古屋大学

研究代表者

川口 綾乃  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (90360528)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード神経前駆細胞 / 神経幹細胞 / outer radial glia / 神経発生
研究実績の概要

神経前駆細胞は大脳発生の時刻進行に伴い、分裂パターンを増殖性の対称分裂からニューロン産生の非対称分裂へ、生じる娘ニューロンの個性を深層ニューロンから上層ニューロンへと変化させる。代表者はこれまで単一細胞トランスクリプトーム解析と関連する実験に基づき、この発生時刻進行に伴う神経前駆細胞の遺伝子発現変化の様相を明らかとしてきた。本課題研究では、(1)これらの遺伝子発現パターンにより捉えられる前駆細胞内の「時計」設定が、具体的にどのように「場」の調整をうけ、娘ニューロンの運命決定に関与しているのか、逆に(2)細胞内の「時刻」進行に伴い発現する分子がどのように「場」への反応性を変化させているのか、この両面から研究に取り組むことによって、脳発生の頑強さの基盤となる「場」と「細胞内的な時計」の協調的制御の具体例を明らかとすることを目的としている。(1)について、本年度は胎生期脳組織中で細胞位置を変化させる実験操作の結果観察された現象について、組織学的検討ならびにスライス培養を用いたライブイメージングという別の側面から細胞動態の評価を中心とした研究を行った。また(2)については、いくつかの候補分子についてその発現を胎生期脳組織中でノックダウン・ノックアウトさせた場合、あるいは変異体分子を強制発現させた場合に観察される前駆細胞動態の評価を行った。その中で前駆細胞の位置異常を示す表現型が観察された分子について、変異マウスを作成し詳細な解析を進めている。

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

(1)については本課題研究の立案当初の想定外とも言える表現型が観察され、これにより特に脳室下帯の構成細胞間での相互作用による幼若ニューロンの移動に注目した「場」と細胞運命決定に関わる新たな視点が提供された。また(2)においてはiGONAD法を導入して対象遺伝子の変異マウスの作出と表現型解析を行ったことで、現象の分子的背景へ効率的にアプローチすることができた。これらのことから総合的に「概ね順調に進展している」と判断した。

今後の研究の推進方策

対象分子の各種機能ドメイン変異体によるレスキュー実験や共培養等のin vitroによる検討を行うことで、どのような「場」の変化ならびに「場」と細胞とのコミュニケーション異常が細胞挙動変化をもたらしたのかを明らかとする。現在いくつかの変異マウス系統を樹立中であり、これらを解析することで前駆細胞動態の変化をもたらした分子機構を明らかとする。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Lzts1 controls both neuronal delamination and outer radial glial-like cell generation during mammalian cerebral development2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaue T.、Shitamukai A.、Nagasaka A.、Tsunekawa Y.、Shinoda T.、Saito K.、Terada R.、Bilgic M.、Miyata T.、Matsuzaki F.、Kawaguchi A.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 2780

    • DOI

      10.1038/s41467-019-10730-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Molecular mechanisms that control the generation of outer radial glia2020

    • 著者名/発表者名
      Ayano Kawaguchi
    • 学会等名
      German-Japanese Developmental Neuroscience Meeting 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lzts1による前駆細胞の位置移動が大脳皮質ニューロンの運命に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      林祐希、宮田卓樹、川口綾乃
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] Molecular mechanism controlling generation of outer radial glia during cerebral development2019

    • 著者名/発表者名
      Ayano Kawaguchi
    • 学会等名
      52nd annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists (JSDB)
  • [学会発表] 大脳発生におけるouter radial glia誕生の制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      川口綾乃
    • 学会等名
      中部幹細胞クラブ シンポジウム2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Lzts1による前駆細胞の位置移動が大脳皮質ニューロンの運命に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      林祐希、宮田卓樹、川口綾乃
    • 学会等名
      第79回日本解剖学会中部支部学術集会
  • [備考] 名古屋大学プレスリリース

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Nat_Com_190625.pdf

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公開日: 2021-01-27  

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