成体神経幹細胞の胎生期「起源細胞」の形成機構の解明

阐明成体神经干细胞胚胎“起源细胞”的形成机制

基本信息

批准号：
18J22995
负责人：
山口詩真
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

胎生期の神経幹細胞は神経管全体に存在するが、成体になると脳の非常に限られた場所にしか存在しなくなる。胎生期の神経幹細胞(神経系前駆細胞)のごく一部の細胞のみが、成体まで残る細胞として選ばれる機構は未だ明らかでない。興味深いことに我々は、胎生期の分裂頻度の高い神経系前駆細の中に、一部分裂頻度の低い細胞が存在し、少なくともその一部が成体神経幹細胞となる事を報告した (Furutachi et al., 2015)。しかし分裂頻度の低い神経系前駆細胞の中には、成体神経幹細胞になる細胞だけではなく、グリア細胞や上衣細胞になる細胞も混在している。分裂頻度の低い神経系前駆細胞は均一な集団で、その後の環境により異なる運命を辿るのか、それとも、そもそも分裂頻度の低い神経系前駆細胞は不均一な集団で、その一部に既に成体神経幹細胞になることが運命付けられた細胞群があるのかは明らかになっていない。もし胎生期の時点で既に成体神経幹細胞になることが運命付けられた細胞群が存在するならば、その細胞群は成体神経幹細胞に似た性質を持つことが予想される。そこで本研究では、単一細胞トランスクリプトーム解析を用いて分裂頻度の低い神経系前駆細胞の不均一性を解析し、成体神経幹細胞の真の胎生期「起源細胞」を同定すること、およびその性質を明らかにすることを目的とした。当該年度では計算科学を用いた解析により、前年度に同定した分裂頻度の低い神経系前駆細胞のサブタイプのうち、成体神経幹細胞の起源細胞を予測した。さらにその集団で高発現する遺伝子の過剰発現により、成体神経幹細胞の形成が促進されることを示唆する結果を得た。本研究を通じて、将来成体神経幹細胞になりうる集団を同定し、その形成機構の一端を明らかにできたと考える。

胚胎神经干细胞在整个神经管中都存在，但是在成年人中，它们仅存在于非常有限的大脑区域。目前尚不清楚如何选择胚胎阶段的神经干细胞（神经祖细胞）的一小部分才能保留到成人的细胞。有趣的是，我们报道说，在神经系统的前体（是胚胎分裂的前体），有一些细胞，其中部分至少是部分成年神经干细胞（Furutachi等，2015）。但是，在神经系统的祖细胞中，不太频繁的祖细胞不仅是成年神经干细胞的细胞，而且还成为神经胶质细胞和膜状细胞。目前尚不清楚频率较低的神经系统祖细胞注定要取决于随之而来的环境，或者是频率较低的神经系统祖细胞是否首先是异质性的，并且其中一些已经注定会成为成人神经干细胞。如果已经有一组注定在胚胎阶段时成为成年神经干细胞的细胞，那么预计该组将具有与成年神经干细胞相似的特性。因此，这项研究旨在分析使用单细胞转录组分析频率低的神经系统祖细胞的异质性，并确定成年神经干细胞的真正胚胎“原始细胞”并阐明其特性。在今年，使用计算科学的分析预测了上一年鉴定出低频率分裂的神经系统祖细胞亚型中成年神经干细胞的起源。此外，结果表明，在种群中高度表达的基因的过表达促进了成年神经干细胞的形成。通过这项研究，我们确定了将来可能成为成年神经干细胞的人群，并能够阐明其形成的一部分机制。

项目成果

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Investigation of transcriptional diversity of embryonic mouse neural progenitor cells in the ganglionic eminence

神经节隆起胚胎小鼠神经祖细胞转录多样性的研究

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Katsura A;Suzuki HI;Ueno T;Mihira H;Yamazaki T;Yasuda T;Watabe T;Mano H;Yamada Y;Miyazono K.;Shima Yamaguchi,Takaaki Kuniya,Hanae Omiya,Daichi Kawaguchi,Masahide Seki,Yutaka Suzuki,Yukiko Gotoh
通讯作者：
Shima Yamaguchi,Takaaki Kuniya,Hanae Omiya,Daichi Kawaguchi,Masahide Seki,Yutaka Suzuki,Yukiko Gotoh