神経幹細胞の上皮構造再生能の経時変化メカニズムと複雑脳形成における役割

2020 年度 実績報告書

• 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: 19H04791
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 松崎 文雄 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (10173824)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 神経幹細胞 / 再生能 / 複雑脳 / シワ

研究実績の概要

複雑脳を形成するフェレットをモデルとして、神経幹細胞の時空間的な変化を追跡してきた。これまでの解析から、幹細胞帯が脳室帯と外脳室帯に別れた後も、基本的には、ニューロンを作り出す幹細胞identityの時間変化はほぼ同時に進行していることが判明した。しかし、神経層にまでニューロンが到達するのに要する時間が大きく違うため、同じ誕生日のニューロンでも、誕生した場所が脳室帯か外脳室帯(outer subventricular zone)かによって、異なる神経層に到達しているようである。この結果は、神経のidentityが誕生日だけで全て決まっているのではないという最近のいくつかの研究を支持する。一方で、フェレットは誕生後も神経発生が生後１０日ぐらいまで引き続くが、脳室帯と外脳室帯ではこの時点から大きくことなる事態が進行することも判明した。外脳室帯はそのまま神経産生を続け、グリア前駆体も生じてくるのに対して、脳室帯でsox2+細胞（神経幹細胞）の核の往復運動や神経発生はほとんど停止する。そして、細胞の整列が進行し、数層のキューブ状（とりわけ細胞核）の細胞の列が形成される。これらの細胞は脳室面に太いendfootを伸ばしている。これらの多くの細胞がFoxj1陽性であり、その後、核が脳室面に移動し、主に脳室面を敷き詰めるependimal cell（Foxj1陽性）になることが判明した。また、ヒト脳の発生過程では、神経発生の後半、脳室帯にはradial gila (神経幹細胞）の長いファイバーが途中で切れたような形態をとるCryab遺伝子発現が陽性のtruncatedradial gliaという細胞が出現することが知られているが、それと同等の細胞がフェレットにあることを発見した。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Semaphorin3E-PlexinD1 signaling in coronary artery and lymphatic vessel development with clinical implications in myocardial recovery (2021)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Kazuaki、Naemura Kazuaki、Arima Yuichiro、Uchijima Yasunobu、Nagao Hiroaki、Yoshihara Kenji、Singh Manvendra K.、Uemura Akiyoshi、Matsuzaki Fumio、Yoshida Yutaka、Kurihara Yukiko、Miyagawa-Tomita Sachiko、Kurihara Hiroki
  • 雑誌名: iScience 巻: 24 ページ: 1～17
  • DOI: 10.1016/j.isci.2021.102305
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Notch1 and Notch2 collaboratively maintain radial glial cells in mouse neurogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Mase Shun、Shitamukai Atsunori、Wu Quan、Morimoto Mitsuru、Gridley Thomas、Matsuzaki Fumio
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: NSR-4466 ページ: 1～11
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.11.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blood and lymphatic systems are segregated by the FLCN tumor suppressor (2020)
  • 著者名/発表者名: Tai-Nagara Ikue,Hasumi Yukiko,Kusumoto Dai,Hasumi Hisashi,Okabe Keisuke,Ando Tomofumi,Matsuzaki Fumio,Itoh Fumiko,Saya Hideyuki,Liu Chang,Li Wenling,Mukouyama Yoh-suke,Marston Linehan W.,Liu Xinyi,Hirashima Masanori,Suzuki Yutaka,Funasaki Shintaro,Satou Yorifumi,Furuya Mitsuko,Baba Masaya,Kubota Yoshiaki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 1～12
  • DOI: 10.1038/s41467-020-20156-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanical forces drive ordered patterning of hair cells in the mammalian inner ear (2020)
  • 著者名/発表者名: Cohen Roie、Amir-Zilberstein Liat、Hersch Micha、Woland Shiran、Loza Olga、Taiber Shahar、Matsuzaki Fumio、Bergmann Sven、Avraham Karen B.、Sprinzak David
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 1～12
  • DOI: 10.1038/s41467-020-18894-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative Analysis of Brain Stiffness Among Amniotes Using Glyoxal Fixation and Atomic Force Microscopy (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwashita Misato、Nomura Tadashi、Suetsugu Taeko、Matsuzaki Fumio、Kojima Satoshi、Kosodo Yoichi
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 8 ページ: 1～15
  • DOI: 10.3389/fcell.2020.574619
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amyloidogenic processing of amyloid β protein precursor (APP) is enhanced in the brains of alcadein α-deficient mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Gotoh Naoya、Saito Yuhki、Hata Saori、Saito Haruka、Ojima Daiki、Murayama Chiaki、Shigeta Mayo、Abe Takaya、Konno Daijiro、Matsuzaki Fumio、Suzuki Toshiharu、Yamamoto Tohru
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 295 ページ: 9650～9662
  • DOI: 10.1074/jbc.RA119.012386
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced homologous recombination by the modulation of targeting vector ends (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirotsune Shinji、Kiyonari Hiroshi、Jin Mingyue、Kumamoto Kanako、Yoshida Kayo、Shinohara Miki、Watanabe Hitomi、Wynshaw-Boris Anthony、Matsuzaki Fumio
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 1～12
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58893-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dmrt genes participate in the development of Cajal‐Retzius cells derived from the cortical hem in the telencephalon (2020)
  • 著者名/発表者名: Kikkawa Takako、Sakayori Nobuyuki、Yuuki Hayato、Katsuyama Yu、Matsuzaki Fumio、Konno Daijiro、Abe Takaya、Kiyonari Hiroshi、Osumi Noriko
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 巻: 249 ページ: 698～710
  • DOI: 10.1002/dvdy.156
  • 査読あり