Toward understanding the molecular basis for layer formation in the mammalian neocortex and paleocortex

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K06811
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 那須 信 熊本大学, 大学院生命科学研究部(保), 講師 (80634790)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 大脳新皮質 / 大脳古皮質 / 層構造 / 進化

Outline of Annual Research Achievements

神経機能の最高次中枢である哺乳類大脳皮質には新皮質に加えて、古皮質、原皮質の２つの領域がある。新皮質と古皮質・原皮質を分ける大きな特徴の一つとして組織構築の違いが挙げられ、哺乳類新皮質は６層構造である一方、古皮質・原皮質は３層構造である。新皮質と古皮質・原皮質は互いに連続する神経上皮組織に由来しながら異なる組織構成を構築するに至るメカニズムは、これまで明らかにされていない。古皮質・原皮質の３層構造は哺乳類と系統的に近い爬虫類と特徴を共有しているとの考えが従来的であるが、古皮質・原皮質が進化的に祖先的な発生メカニズムによって成立する組織であるのかどうかも実際には不明である。嗅覚や情動行動を司る古皮質にも時系列的なニューロン発生の制御機構が存在し、ニューロンの配置と特性獲得に寄与することが明らかになりつつあるが、組織を構成する細胞の発現特性や組織構築特性は体系として明らかではない。本研究では古皮質の細胞特性を明らかにすることを第一の目的とし、マウス古皮質のシングルセルレベルでの遺伝子発現解析を行う計画である。今年度は、マウス古皮質を単離しシングルセル化処理ののち、10x Chromiumシステムを用いて次世代シークエンサー（NGS）でリード解析するための分子バーコードを含めたNGSライブラリーを作成した。このライブラリーを用いてSingle-cell RNA-seq解析を行い、古皮質組織のシングルセル発現プロファイルを得た。個々の細胞特性および細胞間の関係性が解析により明らかにしていく。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Single-cell RNA-seq解析の品質が良好ではなかった。このため解析パイプラインの工夫を行っている。

Strategy for Future Research Activity

次年度予算でRNA-seq解析のサンプル数を増やす予定であるが、RNA-seq解析の品質を向上させるための試行錯誤を行っている。また、RNA-seq解析の結果に基づき、組織学的解析でも検証を進める方針である。

Causes of Carryover

購入を予定していた機器は不具合が報告され、出荷見合わせとなっていた。代替機を検討したが、購入予定していた機器の状況改善を待つ判断とした。また、購入を予定したパソコンも入荷時期が未定のまま年度を跨いだ。