【研究分野】発生生物学

【研究領域課題番号】16H04798 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大脳皮質 / 初期ニューロン / 細胞分化 / 進化 / 大脳新皮質 / カハールレチウス細胞 / サブプレート細胞 / 遺伝子発現 / カハール・レチウス細胞 / サブプレート / 幹細胞 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 神経科学

【研究成果の概要】

哺乳類以降で急速に発達し、ヒトにおいて最も数が増大した大脳皮質で最初に誕生するニューロン群は、その発現分子も含め、これまで知見が極めて乏しかった。本研究では大脳皮質初期ニューロンの分子多様性の意義を明らかにすることで、哺乳類特有の大脳皮質の形成機構を解明することを目的とした。特にゲノムワイドアプローチによる初期ニューロンに特異的に発現する新規遺伝子群の同定、異種間遺伝子導入・細胞移植により、大脳皮質初期ニューロンに発現する遺伝子の多様性が、哺乳類特有の大脳皮質構造の形成に重要な役割をもつことが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】24500394 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大脳皮質 / ニューロン / 分化 / 遺伝子発現 / 大脳新皮質 / 発生・分化 / 脳・神経 / 神経科学 / 転写因子

【研究成果の概要】

知覚や随意運動などの高次の機能を担う大脳の新皮質は、発生の過程で神経幹細胞が経時的に異なるニューロンを生み出すことで６層の構造を形成する。本研究では大脳皮質の形成原理を理解するために、神経幹細胞からニューロンへの分化の過程で作動する遺伝子プログラムに焦点をあて、層特異的なニューロンの分化機構について解析を行った。まずマウスの大脳皮質において各層の神経前駆細胞に発現する遺伝子群を網羅的に同定し、これら遺伝子のニューロンの分化における機能について検証した。一連の解析により、大脳皮質の神経回路形成における層特異的遺伝子プログラムを介した樹状突起のパターニングおよび配置決定機構について明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】16200027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大脳皮質 / 神経細胞移動 / 脳室下帯 / 辺縁帯 / 脳室帯 / 遺伝子発現 / 多極性移動 / 発生・分化 / 神経細胞 / 細胞移動 / 子宮内胎児脳電気穿孔法 / 樹状突起 / 中間帯 / 電気穿孔法 / 層形成 / 皮質板 / 大脳皮質発生 / ジーンチップ

【研究成果の概要】

発生中の大脳皮質において、脳室帯で誕生した神経細胞は、その多くが移動開始後に多極性移動細胞に変化し、その後中間帯で再度ロコモーション細胞に変化してから皮質板に入ることを、スライス培養下のみならずin vivoにおいても見いだした。その後は、辺縁帯直下へと移動した後、誕生時期をほぼ共通にする細胞同士が集合して、脳表面に平行な6層からなる多層構造(皮質板)を形成する。移動を終えつつある細胞は辺縁帯直下で約24時間の長きにわたって停滞し、先導突起を変化させて著明な樹状突起を分化成熟させること、同時期に誕生した神経細胞同士が凝集して層構造を形成していくこと等、様々な現象を一斉に示すことを見いだした。そこで、移動過程における細胞挙動制御に特に着目し、それに関わる遺伝子群の候補を各部位において網羅的に検索した。その結果、脳室帯については時期依存的に発現を変動させる遺伝子約4,000個(うち分泌シグナルまたは膜貫通領域を有する分子が659個)を同定し、発現プロファイルにより9様式に分類した。脳室下帯と中間帯については約20遺伝子、辺縁帯直下については約40遺伝子を同定した。以上により、各部位で共通の発現変動を示す分子群が予想外に多いことを見いだした。それらのうちいくつかの分子の機能解析を本研究では行ったが、それに加え、それらの転写の増減が独立して制御され偶然同調するとは考えにくいため、今後は、これら多くの遺伝子がほぼ同調して発現を変動させるメカニズムを明らかにしていきたい。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】40,040千円 (直接経費: 30,800千円、間接経費: 9,240千円)