脳のサイズや形に寄与する神経前駆細胞の動態制御機構の解明

阐明影响大脑大小和形状的神经祖细胞的动力学控制机制

• 批准号: 19J40246
• 负责人: 岡本 麻友美
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J40246/
• 关键词: 大脳発生; 神経前駆細胞; 力学

発生過程の大脳では、動物種によってそれぞれ、神経前駆細胞から決められた数、種類のニューロンが決められた時期に正しく作られ、最終的にサイズや形の異なる脳を形成する。ヒトを含む霊長類などにおいて見られる脳のサイズの拡大や形の複雑化が、どのように制御されているのかという問いは、多くの研究者が注目している重要なテーマの一つであるが、その全貌は明らかにされていない。本研究では、動物種間での脳のサイズや形の違いに寄与した分子メカニズムを明らかにするために、マウスに加えて、サイズや形が異なるフェレットの大脳を対象として、(1) タイムラプスイメージングなどを用いた組織レベルでの解析と、(2)トランスクリプトーム解析を用いた分子レベルでの解析を組み合わせ、力学的観点から、神経前駆細胞の細胞産生能や動態がどのように規定されているのか、それらの違いを生み出す制御機構の解明を目的としている。これまでに、大脳発生過程において発現している機械受容チャネルの機能解析を行った。その一つである、Piezo1に着目した機能解析実験から、Piezo1による力の感知が、神経前駆細胞の細胞産生パターンに影響を与えることを見出した。そして、その結果、マウスにおいてヒトやフェレットが持つようなシワ様構造を誘導することに成功した。今後、マウスとフェレットの脳組織における力学的状態の違いや、Piezo1を介した力の感知の違いについて、さらに詳細に解析したい。

在发育中的大脑中，每种动物物种在确定的时间从神经祖细胞产生确定数量和类型的神经元，最终形成不同大小和形状的大脑。如何控制在包括人类在内的灵长类动物中观察到的大脑大小和复杂性的问题是许多研究人员关注的一个重要话题，但完整的故事尚未揭晓。在这项研究中，除了小鼠之外，我们还关注了雪貂的大脑，其大小和形状各不相同，以阐明导致动物物种之间大脑大小和形状差异的分子机制。通过结合使用延时成像的组织水平分析和（2）使用转录组分析的分子水平分析，我们将从机械角度研究神经祖细胞的细胞生产能力和动态是如何调节的。研究的目的是阐明造成这些差异的控制机制。到目前为止，我们已经对大脑发育过程中表达的机械敏感通道进行了功能分析。其中一项针对 Piezo1 的功能分析实验表明，Piezo1 的力感应会影响神经祖细胞的细胞生成模式。结果，他们成功地在小鼠体内诱导出类似于人类和雪貂的皱纹样结构。未来，我们希望更详细地分析小鼠和雪貂脑组织机械状态的差异，以及通过 Piezo1 进行力感应的差异。