脳神経系における領域特異化の分子機構の解明

阐明脑神经系统区域特异性的分子机制

• 批准号: 01J60017
• 负责人: 小林 大介
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kumamoto University (2002)The University of Tokyo (2001)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J60017/
• 关键词: 細胞外シグナル分子; 転写制御因子; 終脳

脊椎動物の中枢神経系は、各領域ごとに形態的、機能的に特異化した極めて多様なニューロン、グリアなどの細胞によって構成されている。記憶や学習といった高次機能は、この多様な細胞が厳密な遺伝プログラムに基づいて発生することをその基盤としている。近年、発生期において脳細胞の多様性が生み出される過程に関与する多数の遺伝子が同定されつつあるが、その作用機序の詳細については不明である。1.強制発現実験の結果、ホメオドメイン型転写制御因子Six3が大脳領域の規定に関与することが明らかとなった。そこで、Six3の発現制御をニワトリ胚を用いた移植実験と強制発現実験により検討した。その結果ヘンゼン結節、脊索前板、頭部中胚葉と呼ばれる組織がSix3の発現を制御していることがわかった。さらに、Six3の発現制御は細胞外シグナル分子であるWntにより行われていることを明らかにした。2.終脳は、様々な領域により構成されている。分子マーカーの解析と、組織構築の注意深い観察を行い、Wnt過剰発現胚では終脳の特定の構造が失われていることを明らかにした。また、ニワトリ胚を用い様々な細胞外シグナル分子の強制発現をつた。分子マーカーの解析と組織構築の変化を観察することにより、終脳の領域特異化に用いられるシステムの、並列性と階層性が明らかになってきた。3.以上の結果の一部を論文にまとめた。これらの知見は、多様な神経細胞の個性獲得の過程を遺伝子レベルで明らかにすることにつながると考えている。

脊椎动物的中枢神经系统由极其多样化的细胞组成，例如神经元和神经胶质细胞，这些细胞在每个区域的形态和功能上都有专门化。记忆和学习等高级功能是基于这些基于严格遗传程序的多样化细胞的发育。近年来，大量参与发育过程中脑细胞多样性产生过程的基因已被识别，但其作用机制的细节尚不清楚。 1.强制表达实验揭示同源域转录因子Six3参与大脑区域的调节。因此，我们通过鸡胚移植实验和强制表达实验研究了Six3表达的调控。结果表明，称为 Hensen 结、前脊索板和头部中胚层的组织调节 Six3 的表达。此外，我们发现 Six3 的表达受到细胞外信号分子 Wnt 的调节。 2.端脑由各个区域组成。通过对分子标记的分析和对组织结构的仔细观察，他们发现端脑的某些结构在Wnt过度表达的胚胎中丢失了。我们还使用鸡胚胎来强制表达各种细胞外信号分子。对分子标记的分析和对组织结构变化的观察揭示了用于指定端脑区域的系统的并行性和层次结构。 3. 论文中总结了上述部分结果。我们相信这些发现将有助于阐明各种神经元在基因水平上获得个性的过程。

项目成果

Oleg V.Lagutin, Changqi C.Zhu, Daisuke Kobayashi, Jacek Topczewski, Kenji Shimamura, Luis Puelles, Helen R.C.Russell, Peter J.McKinnon, Lilianna Solnica-Krezel, Guillermo Oliver: "Six3 repression of Wnt signaling in the anterior neuroectoderm is essential

Oleg V.Lagutin、Changqi C.Zhu、Daisuke Kobayashi、Jacek Topczewski、Kenji Shimamura、Luis Puelles、Helen R.C.Russell、Peter J.McKinnon、Lilianna Solnica-Krezel、Guillermo Oliver：“前神经外胚层中 Wnt 信号传导的 Six3 抑制是