非哺乳類脳を哺乳類脳へと人工的に変えることは可能であるか？

是否有可能人工将非哺乳动物大脑转变为哺乳动物大脑？

基本信息

批准号：
26830032
负责人：
隈元拓馬
金额：
$ 2.41万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26830032/
关键词：
大脳新皮質 CR細胞進化発生

项目摘要

本研究計画においてはじめに、大脳新皮質形成と獲得の鍵となる分子の同定を行なった。特有の６層構造を持つ哺乳類脳（大脳新皮質）と、層構造を持たない非哺乳類脳（大脳皮質）における細胞種の比較をしたところ、大脳新皮質の最上部に位置し、最も早く分化するCR細胞のみが、哺乳類より爆発的に終脳表層に増加していることがわかった。そこで経時的なin vivoマイクロアレイ、及び生体内クロマチン免疫沈降法による網羅的な遺伝子解析を行い、哺乳類特異的なCR細胞発現遺伝子の抽出をした結果、候補遺伝子を４４個まで絞った。さらにこれらの候補遺伝子の発現比較解析をマウス（哺乳類）、マーモセット（霊長類）、ニワトリ（鳥類）、ヤモリ（爬虫類）の胎児脳を用いて行なった結果、最終的に8個の新規哺乳類CR細胞発現遺伝子を同定した。次に新規哺乳類CR細胞発現遺伝子群を、ニワトリ胚にin ovo electroporationを用いて哺乳類型のCR細胞遺伝子を強制発現させ、ニワトリ脳（核構造）を人工的に哺乳類型脳（６層構造）へと変換させることを試みた。複数の哺乳類型CR遺伝子過剰発現ベクターを作製し、それらがニワトリ胚で正常に発現誘導が行なわれることを確認した。複数の遺伝子を過剰発現により機能解析を行った結果、CR細胞特異的な接線方向への細胞移動を促進させる遺伝子や、哺乳類特異的なradial glial fiberの伸長を促す遺伝子も確認できた。胚操作後の長期間の培養が困難であるため、現在のところ顕著な構造変換まで観察することは出来なかったが、構造変換に重要な哺乳類特異的発生現象の誘導を可能にしたことから、導入遺伝子の選択や培養法の向上により、より顕著な「哺乳類型非哺乳類脳」の作製を進めることが出来る基礎的な研究結果が得られた。

在该研究计划中，确定了新的脑皮质形成和获取的关键分子。将哺乳动物脑（新的大脑皮层）与奇特的六层结构和非乳腺脑（脑皮质）中的细胞类型进行比较时，它位于新的大脑皮质的顶部发现只有CR细胞被爆炸到哺乳动物的爆炸中。因此，进行了体内微层的综合基因分析，并在活体染色质免疫打击方法中进行了全面的基因分析，并且由于提取哺乳动物特异性CR细胞表达基因的结果，候选基因的数量降低到44。此外，由于使用小鼠（哺乳动物），鸡肉（灵长类动物），鸡（鸟）和壁虎（爬行动物）胎儿大脑，八个新哺乳动物最终被确定了八个新哺乳动物。接下来，新的哺乳动物CR细胞表达基因组被迫在鸡胚胎中使用OVO电穿孔表达哺乳动物CR细胞基因，而鸡肉脑（核结构）被人为地混合到哺乳动物（六个粘性结构）中转变。产生了多种哺乳动物型Cr基因过多的载体，并确认它们通常是在鸡胚胎中诱导的。由于多个基因的表达过多，一种促进细胞特异性切线迁移的基因，以及促进径向神经胶质纤维扩展的基因，该基因是针对哺乳动物的特定的。由于在胚胎手术后很难培养很长一段时间，因此目前无法观察到显着的结构转化，但它使哺乳动物特异性的发生现象对结构转化很重要。引言基因和培养方法的改善，已经获得了基础研究结果，以促进更突出的“哺乳动物非哺乳动物大脑”。