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2019 年度 実績報告書

脳構築におけるサブプレート層の機能解明

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 19H04795
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, 脳発達・神経再生研究分野, プロジェクトリーダー (00281626)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード大脳新皮質 / サブプレート / シングルセル解析 / 脳発生
研究実績の概要

大脳新皮質はインサイドアウトの6層構造を持つ。この極めて特徴的な脳構造の獲得により哺乳類は膨大数のニューロンを精緻に配置し、高度な情報処理能を持つヒト脳への進化を遂げた。胎児期という限られた発生時間内にこの精巧な構造ができるには、ニューロンの新生、移動、軸索投射による神経回路形成等の現象が同時、かつ互いに同調して進行する必要がある。しかしその総合的な制御メカニズムは未解明である。サブプレート(SP)ニューロンは大脳発生過程の最初期に誕生し、生後は消失するニューロンで、視床-皮質連絡を制御する他、最近その神経活動が新生ニューロンの移動モード変換のタイミングを制御することが明らかになった。本研究では、SPニューロンおよびそれを取り囲む豊富な細胞外基質からなるSP層の機能解析を通して、限定された時間軸の中で脳構築が正確に行われるメカニズムの解明を目指して実験を行なっている。
今年度は、サブプレートニューロンのサブタイプを同定する目的で、サブプレートニューロン特異的に蛍光タンパク質のEGFPを発現しているLpar1-EGFPマウスの胎仔脳大脳皮質よりEGFP陽性のサブプレート細胞をFACSで単離しシングルセルRNAseqを行った。胎生17日目の胎仔脳を解剖し、大脳背側部を単離後細胞をパパイン処理で分散させた後FACSsortingによりEGFP陽性のサブプレート細胞を単離した。その後Fluidigm C1システムを用いてシングルセルに分けた後(800細胞)、RNAを単離後cDNAを作成し次世代脳シークエンスにより各細胞に発現している遺伝子を同定した。得られたdataはRのパッケージであるSeuratを用いてマッピング後、クラスタリング等の解析を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

シングルセル解析は2データ取れたが、別のサブプレート細胞がラベルされているTg系統からもデータを取ろうとしていた矢先にコロナウィルス感染拡大により在宅勤務になってしまったため。

今後の研究の推進方策

今後は新しい系統からもサブプレート細胞を単離してシングルセルRNAseqのdataをとり、サブポピュレーションの分子発現レベルでの違いを明らかにしていく。また、サブプレート細胞の早期分子マーカーを同定し、サブプレートニューロンの発生起源や成体まで残る白質細胞との関係について解析していきたい。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 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 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 12件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Oxford
  • [雑誌論文] Subplate Neurons as an Organizer of Mammalian Neocortical Development2020

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

      Frontiers in Neuroanatomy

      巻: 14 ページ: 8

    • DOI

      10.3389/fnana.2020.00008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      2019年度 自然科学研究機構分野融合型共同研究事業 ワークショップ「運動・行動から紐解く脳神経回路発達メカニズムの異分野融合による解明」
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳構築の“場”としてのサブプレート層の大脳新皮質発生における機能2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外基質プロテアーゼによる発生期大脳新皮質のサグプレート層における神経細胞移動制御2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Multifunction of subplate neurons in the developing cerebral cortex2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 発生期大脳新皮質のサブプレート層におけるECMリモデリングは放射状神経細胞移動を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Subplate neurons function as an organizer in neocortical development2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      49th Annual Meeting of the Society for Neuroscience(北米神経科学会)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extracellular matrix reorganization in the subplate layer is important for the regulation or neuronal migration in the developing2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      49th Annual Meeting of the Society for Neuroscience(北米神経科学会)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subplate neurons function as key players in neocortical development and evolution2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      21thTMIMS International Symposium『Overcoming neuropsychopharmacology crisis』
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Subplate neurons function as key players in neocortical development and evolution2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      20thTMIMS International Symposium 『Principles of Neocortical Development and Evolution』
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ADAMTS2 regulates radial migration in the developing cortex by reorganizing ECM in the subplate layer.2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      20thTMIMS International Symposium 『Principles of Neocortical Development and Evolution』
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「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役割」「A novel function of subplate neurons in radial migration and its implication in the evolution of mammalian neocortical layer structure」2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (第42回日本神経科学大会) シンポジウム『Molecular mechanisms for making specific neuronal circuits 種特異的神経回路の構築と作動原理の解明』
    • 招待講演
  • [学会発表] Radial neuronal migration in the neocortex is regulated by ADAMTS2 that reorganizes ECM in the subplate layer2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      The 42nd Annual Meeting of the japan Neuroscience Society (第42回日本神経科学大会)
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳構築におけるサブプレート層の機能解明2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      第4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] 発生期マウス大脳新皮質におけるEMCプロテアーゼによる神経細胞移動制御2019

    • 著者名/発表者名
      金子 乃愛
    • 学会等名
      第4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] 脳はどのようにしてできるのか?~ニューロンから脳へ~2019

    • 著者名/発表者名
      丸山 千秋
    • 学会等名
      2019年度都医学研都民講座第3回『赤ちゃんの脳をすくすく育てる』
    • 招待講演
  • [備考] 都民講座「赤ちゃんの脳をすくすく育てる」開催報告

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/public/column.html#190714

  • [備考] 第20回都医学研国際シンポジウム 開催報告

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/public/column.html#190730

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公開日: 2021-01-27  

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