2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms of layer formation in the cerebral cortex
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15H02355
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
仲嶋 一範 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90280734)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 発生・分化 / 脳・神経 / 大脳皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質を構成する興奮性ニューロンは、脳室面近くで神経幹／前駆細胞から細胞分裂によって誕生したのち、脳表面へと放射状に移動する。その終点では、細胞外マトリックスが豊富に存在する辺縁帯と呼ばれる部位の直下でその移動を停止するため、後から生まれたニューロンは先に生まれたニューロンを追い越す形になる。その結果、最終的にその産生時期に依存して、より早生まれのニューロンほど深層に、遅生まれのニューロンほど浅層に配置される。辺縁帯に濃縮して局在するリーリンと呼ばれる分子が欠損すると層形成は大きく乱れて全体として逆転するが、リーリンの生物学的機能やその作用機序についてはよくわかっていない。我々は昨年度までに、リーリンがニューロン間のN-カドヘリン依存的な接着を亢進することを明らかにしたので、本年度はさらにその機構の解析を行なった。その結果、リーリンは細胞表面に提示されるN-カドヘリンの量を制御し、一過的に接着力を亢進させる可能性を見出した。また、脳室側から移動してきたニューロンが、リーリンが分布している辺縁帯の直下でその移動を終える過程に関与する分子を新たに見出した。Pafah1b1という細胞骨格に関係した分子であり、この分子の発現が適切に制御されていることが、ニューロンが辺縁帯直下で正しく停止する上で非常に重要であることがわかった。また、この分子の量を変化させて辺縁帯内にまで移動を続けさせた場合には、本来第4層のサブタイプのニューロンになるべき細胞が第2/3層のニューロンの特徴を呈するように変化してしまうことや、ニューロンのオリエンテーションも大きく乱れることもわかった。この分子は、ヒトにおいて遺伝子重複などによって精神神経症状が生じることが報告されており、それらの疾患との関連の有無が今後の研究で注目される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画の通り、リーリンを添加することによりニューロンのN-カドヘリン依存的な凝集が促進される機構が明らかになりつつある。
それに加えて、リーリンが濃縮して局在する部位（辺縁帯）の直下で移動ニューロンが停止する機構に関係する分子を新たに見いだすことができた。この分子の量が変化すると、ニューロンの配置やオリエンテーションのみならずサブタイプも変化してしまうことから、大脳皮質の層形成において極めて重要な意義を有すると考えられる。
以上より、当初の計画以上に進展したと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
リーリンを添加することにより、N-カドヘリンの機能に影響を及ぼす現象の分子機構を引き続き明らかにする。特に、細胞内カスケードに注目し、リーリンがその受容体に結合した後、いかなる分子経路を介して最終的にN-カドヘリンの分布や機能を制御するのかを見いだすことを目指す。
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[Presentation] Establishment of a mouse model of extremely preterm infants with brain injuries and analysis of neuronal migration (脳障害を伴う超早産児マウスモデルの確立と神経細胞移動の解析)2017
Author(s)
Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Taku Nagai, Keitaro Yoshida, Wei Shan, Ayako Kitazawa, Michihiko Aramaki, Kazuhiro Ishii, Shin Minkyung, Kenji F. Tanaka, Sachio Takashima, Masahiro Nakayama, Masayuki Itoh, Yukio Hirata, Barbara Antalffy, Dawna D. Armstrong, Kiyofumi Yamada, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima
Organizer
第40回日本神経科学大会
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[Presentation] Analysis of cortical development in a newly established mouse model of extremely preterm infants with brain injuries2017
Author(s)
Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Taku Nagai, Ayako Kitazawa, Keitaro Yoshida, Wei Shan, Michihiko Aramaki, Kazuhiro Ishii, Minkyung Shin, Yuki Matsunaga, Kanehiro Hayashi, Kenji F. Tanaka, Sachio Takashima, Masahiro Nakayama, Masayuki Itoh, Yukio Hirata, 他4名省略, and Kazunori Nakajima
Organizer
Society for Neuroscience, Neuroscience 2017 meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] A novel ALS/FTD model mouse expressing cytoplasmic mutant FUS leads neurodegeneration via synaptic disruption2017
Author(s)
Gen Shiihashi, Daisuke Ito, Itaru Arai, Yuki Kobayashi, Kanehiro Hayashi, Shintaro Otsuka, Kazunori Nakajima, Michisuke Yuzaki, Shigeyoshi Itohara, and Norihiro Suzuki
Organizer
Society for Neuroscience, Neuroscience 2017 meeting
Int'l Joint Research
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