Toward understanding the molecular basis for layer formation in the mammalian neocortex and paleocortex

了解哺乳动物新皮质和古皮质层形成的分子基础

• 批准号: 22K06811
• 负责人: 那須 信
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06811/
• 关键词: 大脳新皮質; 大脳古皮質; 層構造; 進化

神経機能の最高次中枢である哺乳類大脳皮質には新皮質に加えて、古皮質、原皮質の２つの領域がある。新皮質と古皮質・原皮質を分ける大きな特徴の一つとして組織構築の違いが挙げられ、哺乳類新皮質は６層構造である一方、古皮質・原皮質は３層構造である。新皮質と古皮質・原皮質は互いに連続する神経上皮組織に由来しながら異なる組織構成を構築するに至るメカニズムは、これまで明らかにされていない。古皮質・原皮質の３層構造は哺乳類と系統的に近い爬虫類と特徴を共有しているとの考えが従来的であるが、古皮質・原皮質が進化的に祖先的な発生メカニズムによって成立する組織であるのかどうかも実際には不明である。嗅覚や情動行動を司る古皮質にも時系列的なニューロン発生の制御機構が存在し、ニューロンの配置と特性獲得に寄与することが明らかになりつつあるが、組織を構成する細胞の発現特性や組織構築特性は体系として明らかではない。本研究では古皮質の細胞特性を明らかにすることを第一の目的とし、マウス古皮質のシングルセルレベルでの遺伝子発現解析を行う計画である。今年度は、マウス古皮質を単離しシングルセル化処理ののち、10x Chromiumシステムを用いて次世代シークエンサー（NGS）でリード解析するための分子バーコードを含めたNGSライブラリーを作成した。このライブラリーを用いてSingle-cell RNA-seq解析を行い、古皮質組織のシングルセル発現プロファイルを得た。個々の細胞特性および細胞間の関係性が解析により明らかにしていく。

哺乳动物大脑皮层是神经功能的最高中枢，除新皮质外，还有两个区域：古皮质和原皮质。新皮质与古皮质/原皮质的主要特征之一是组织结构的差异：哺乳动物新皮质具有六层结构，而古皮质/原皮质具有三层结构。尽管新皮质、古皮质和原皮质起源于相互连续的神经上皮组织，但它们构建不同组织成分的机制迄今尚未阐明。传统上认为古皮质和原皮质的三层结构与爬行动物具有共同的特征，而爬行动物在系统发育上与哺乳动物有关，但人们认为古皮质和原皮质是由进化上的祖先发育机制建立的，实际上尚不清楚。组织将这样做。越来越清楚的是，古皮质中存在一种神经元生成的时间顺序控制机制，它控制着嗅觉和情绪行为，并且它有助于神经元特征的排列和获得，但组织结构特征尚不清楚。作为一个系统。本研究的主要目的是阐明古皮质的细胞特征，我们计划分析小鼠古皮质中单细胞水平的基因表达。今年，在分离小鼠古皮质并将其加工成单细胞后，我们使用 10x Chromium 系统创建了一个 NGS 文库，其中包含分子条形码，用于使用下一代测序仪 (NGS) 进行先导分析。使用该文库进行单细胞 RNA-seq 分析，以获得古皮质组织的单细胞表达谱。通过分析，可以明确各个细胞的特征以及细胞之间的关系。