大脳皮質領野形成過程におけるPax6遺伝子の機能解析

Pax6基因在大脑皮质区域形成过程中的功能分析

基本信息

批准号：
16027202
负责人：
野村真
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

ラット胎生11.5-13.5日にかけて、終脳背側(将来の大脳新皮質背側領域)で産生された神経細胞の一群は終脳腹側へと移動し、終脳背/腹の境界移動方向を90度転換する。これらの神経細胞は新皮質発生過程で最も早くに生まれる神経細胞であり、プレプレートと呼ばれる層を形成する。正常胚では終脳腹側にはこれらの神経細胞は侵入しないが、Pax6機能欠損変異ラット胚ではこれらの神経細胞の方向転換がおこらず、終脳腹側へこれらの細胞集団が侵入する。これまでの研究により、終脳腹側にephrin-A5が、また移動する神経細胞の細胞表面にEphA4が特異的に発現していることが明らかとなっている。またephrin-A5を強制発現した場合、背側から移動してくる神経細胞はephrin-A5の強制発現領域には侵入できない。さらにephrin-A5の機能欠損マウスでは終脳背側から移動してくる細胞が背/腹境界で方向転換せず、終脳腹側へと侵入するという、Pax6変異胚と同様の表現型を示す。以上の結果より、Pax6遺伝子はephrin-A5の発現を制御することで、終脳背側から腹側へと移動する神経細胞の移動様式を制御していることが明らかとなった。さらにこれらの細胞移動が異常になった場合、どのような皮質構築過程が異常になるかを調べる目的で、胎生18日目のPax6変異ラット胚とephrin-A5機能欠損マウス胚の嗅皮質の構造を詳細に検討した。その結果、ラット胎生11.75日(マウス9.75日)に産生される細胞は、野生型では嗅皮質の嗅索近傍(第I層)に特異的に局在することがBrdUパルスチェイス法によって明らかとなった。一方Pax6変異ラット胚とephrin-A5機能欠損マウス胚では、BrdU陽性細胞の第I層への局在が減少し、より腹側の嗅結節付近に蓄積していた。以上の結果は、終脳背側から移動する細胞は将来の嗅皮質第I層を構築すること、Pax6/ephrin-A5の機能がこの細胞の移動機構を制御していることが明らかとなった

在大鼠胚胎世界中，在11.5-13.5天的过程中，在背脑脑（未来的新皮层背侧区域）中产生的一组神经元迁移腹侧端脑，并改变了背端脑/腹侧边界运动的方向90度90度。这些神经元是在新皮质发育过程中产生的最早的神经元，并形成一个称为预板的层。在正常胚胎中，这些神经元不进入腹端脑，而是在缺乏PAX6功能的大鼠胚胎中，这些神经元不会重定向，并且这些细胞群体入侵了腹侧端脑。先前的研究表明，以弗林-A5在腹侧脑脑中特别表达，epha4在迁移神经元的细胞表面中特异性表达。此外，当被迫表达ephrin-a5时，从背侧迁移的神经元无法进入ephrin-a5的强制表达区域。此外，在缺乏源代蛋白A5功能的小鼠中，从尾脑的背侧迁移的细胞不会在背/腹侧边界上改变方向，而是进入尾脑的腹侧，显示出与PAX6突变体类似的表型。从上述结果中可以揭示出通过控制ephrin-A5的表达，PAX6基因调节从背端脑迁移到腹侧的神经元的迁移模式。此外，为了研究这些细胞迁移异常时皮质构建过程的异常，我们详细研究了PAX6突变大鼠胚胎的嗅觉皮层和小鼠胚胎的结构，这些结构在胚胎的第18天缺乏Ephrin-A5功能。结果，通过BRDU脉冲追逐法揭示了在胚胎大鼠（小鼠的9.75天）在11.75天生产的细胞被特异性地定位于嗅觉皮质的嗅球（I层）附近的野生型中。另一方面，在缺乏Ephrin-A5功能的PAX6突变大鼠胚胎和小鼠胚胎中，将BRDU阳性细胞定位为I层I，并且在腹侧嗅觉结节附近积累更大。以上结果表明，从背端脑迁移的细胞将构建未来的嗅觉皮层I层，并且PAX6/Ephrin-A5的功能控制该细胞的迁移机制。