2014 Fiscal Year Research-status Report
大脳皮質層形成機構の解析―移動神経細胞が辺縁帯直下で移動を停止するのは何故か？―
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26830015
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
片山 圭一 和歌山県立医科大学, 先端医学研究所, 講師 (20391914)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 神経細胞移動 / 神経回路網形成 / 大脳皮質層形成 / 子宮内胎児脳電気穿孔法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画では大脳皮質の“inside-out様式”の層形成において重要な役割を担っている、神経細胞移動の最終段階のターミナルトランスロケーションと呼ばれる過程について研究を行っている。
まず、ターミナルトランスロケーションと“inside-out様式”の層形成に必須の分子として知られているReelinの受容体（ApoER2とVldlr）について、それらの特異抗体を作製して、大脳皮質における局在についての詳細な解析を行った。ApoER2とVldlrはターミナルトランスロケーションを行っている神経細胞では辺縁帯内に侵入した先導突起に局在していた。また、大脳皮質を全体としては、ApoER2は大脳皮質の深層部に、Vldlrは表層部に多く局在する傾向がみられ、それぞれの受容体が特異的な機能を有している可能性が示唆された。
Reelinのアダプタータンパク質であるDab1を分解するCul5を移動神経細胞でノックダウンすると、神経細胞の細胞体が辺縁帯に侵入する。また、Reelinシグナルの下流で働くとされるLis1を移動神経細胞で過剰発現しても、細胞体が辺縁帯に侵入する。そこで、Cul5のノックダウンやLis1の過剰発現を行った際の神経細胞の挙動、特に早生まれと遅生まれの神経細胞の位置関係に関する経時的解析を行った。その結果、Cul5をノックダウンした場合は、移動神経細胞は時間が経過しても辺縁帯の周辺に留まったままで、遅生まれの細胞に追い抜かれることなく、より表層に存在した。一方で、Lis1を強制発現した移動神経細胞は、しばらくの間辺縁帯周囲に留まっていたが、その後急に深層へと移動し、結果的にはほぼ正常な位置に局在した。従って、Dab1がCul5によって分解されることが、ターミナルトランスロケーションの終了と最終的な層配置に特に重要であると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究期間の途中で所属研究機関が変更となったため、新所属機関での実験計画の承認や、研究環境の整備に時間がかかってしまい、当初の研究計画よりもやや遅れている点は否めない。しかしながら、研究態勢の整備もほぼ終了し、現所属機関でも前所属機関と変わりなく実験を行うことができる状態になったので、今後の研究の進展には何も問題はない。従って、当初の予定通りに研究計画を成し遂げることは十分に可能であると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
移動神経細胞はターミナルトランスロケーションの際に先導突起は辺縁帯に進入し、そこにある基質と結合するが、細胞体は辺縁帯に進入することなく、その直下で移動を停止する。従って、細胞の先導突起と細胞体では細胞表面タンパク質などの分布に関して、明確な分画化がなされていると考えられる。前年度の研究結果から、Reelin受容体のApoER2とVldlrは辺縁帯内にある移動神経細胞の先導突起に局在し、細胞体には分布しないことなど、実際にReelin受容体を含むいくつかの分子が先導突起に限局して局在することが明らかとなっている。本年度はこの細胞内の分画化のメカニズムを重点的に検索する。具体的には、Cul5のノックダウンやLis1の過剰発現によって移動神経細胞が辺縁帯に侵入するようになった際のReelin受容体等の細胞内局在に関する検索を行う。また、Cdc42、Par3/6、aPKCなどの極性形成因子の関与についても検討したいと考えている。
前年度の結果から、Dab1がCul5によって分解され、Reelinシグナルが減衰することが、移動神経細胞の細胞体が辺縁帯に侵入しないことやターミナルトランスロケーションの終了および最終的な層配置に重要であると考えられた。そこで、Reelinシグナルとその受容体等の細胞内局在の関係についてより詳細な解析をするために、神経細胞の初代培養を用いたin vitroの実験を行う。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、主には成果発表のために計上した国内旅行費を使用しなかったことによるものであるが、今年度は良い成果を出して学会発表を行いたいと思っているので、その際に使用させて頂きたいと考えている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究はマウスの飼育管理に多くの費用がかかるため、実験動物の飼育管理費として900千円が必要となる。また、神経細胞の培養実験に用いる細胞培養試薬（400千円）、遺伝子導入に用いるプラスミド精製用の試薬などの分子生物学試薬（400千円）、一般的なプラスチック・ガラス器具等の消耗品（250千円）、各種抗体類を含めた形態学的解析関連試薬（500千円）などが必要である。
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