大脳皮質投射ニューロンの層特異性獲得機構の解析

皮质投射神经元获得层特异性的机制分析

• 批准号: 17023061
• 负责人: 田辺 康人
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Mitsubishi Kagaku Institute of Life Sciences
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17023061/
• 关键词: 大脳皮質; 投射ニューロン; 細胞移動; 神経回路

大脳皮質は脳機能の発現に中心的な役割を演じる中枢神経系の一領域であるが、個々の皮質投射ニューロンがどのような分子メカニズムにより正確な細胞体配置や軸索投射といった性質を獲得し、正常な神経発達に至るのかは明らかとされていない。本研究では、個々の層を構成する皮質投射ニューロンの層特異性(細胞体配置・軸索投射パターン)がどの様に調節され獲得されているのか、その分子的基盤を明らかにすることを目的とした。従来から我々はsingle cell PCR法を用いて個々の単一皮質投射ニューロンにどういった遺伝子が選択的に発現しているのかを解析する事でMeis2遺伝子を皮質深層に選択的に発現する遺伝子として単離した。本研究においては、Meis2転写因子が示す皮質形成における機能的役割を電気的穿孔法を用いた遺伝子導入解析系を用いる事で検討した。電気的穿孔法を用いた機能獲得実験により、当該転写因子を異所性に発現させた結果、この遺伝子は皮質ニューロンの軸索投射パターン獲得・細胞体配置調節、また、神経前駆細胞の増殖・分化調節に重要な働きを示すことを明らかにした。転写促進のmutant formを用いた実験では細胞移動が促進されるとともに軸索投射が外包へ選択的に伸長され、転写抑制のものでは細胞移動が抑制されるとともに軸索投射が内包へ選択的に伸長されることを見出した。更に、この細胞移動促進・抑制にともなう細胞形態ならびに細胞分裂様式の変化を解析し、Meis2によって調節されている分子実体の候補分子を選別しえた(投稿準備中)。

大脑皮层是中枢神经系统的一个区域，在大脑功能的表达中起着核心作用，但是尚不清楚单个皮质投射神经元可以获得精确的细胞放置和轴突投射特性，从而导致正常的神经发育。这项研究旨在阐明如何调节和获取构成各个层的皮质投影神经元的层特异性（细胞体细胞构型和轴突投影模式）的分子基础。通常，我们将MEIS2基因分离为一种基因，该基因使用单细胞PCR方法有选择地表达单个单个皮质投影神经元中的基因。在这项研究中，使用电穿孔方法使用基因转移分析系统研究了MEIS2转录因子在皮质形成中的功能作用。转录因子通过使用电穿孔方法的功能实验的增益将转录因子表达，结果表明，该基因在皮质神经元中轴突投影模式的获取以及细胞体放置的调节以及神经递增剂细胞的增殖和分化中具有重要作用。在使用突变形式促进转录的实验中，发现细胞迁移是促进的，轴突投影选择性扩展到外囊，并抑制了转录抑制细胞迁移的抑制，并选择性地扩展到内囊。此外，分析了伴随细胞迁移促进和抑制的细胞形态和细胞分裂模式的变化，并且可以选择由MEIS2调节的分子实体的候选分子（可以选择用于发布）。