Mechanics of brain development: elasticity, residual tissue stress, and mechanosensing

大脑发育机制：弹性、残余组织应力和机械传感

• 批准号: 21H02656
• 负责人: 宮田 卓樹
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02656/
• 关键词: 脳発生; 力学; 張力; 圧縮; メカノセンシング; 大脳皮質; 脳室; 圧縮力; 弾性; 脳脊髄液; 残留応力; 力学的解析; 器官形成; 形態形成; 力学的要因; 神経前駆細胞; 大脳原基

胎生期のマウス大脳の発生過程を支えるメカニカルなメカニズムを理解すべく計画された研究である．まだ骨が頭部背側に形成されていない時期にあって，その背側方向に向けてドーム状に成長する大脳原基の壁が，周りの結合組織（表皮と間充織＝頭皮と総称）との間で，結合組織から脳に対する押しとどめ，脳から頭皮に対する押し・伸ばし，という力学的関係にあるということを前年度に報告したことを受け，脳原基壁のさらに奥にある，脳脊髄液をたたえた脳室が頭皮による締め付けによってどういう影響を受けているか，手製マノメータによる圧計測と頭皮に対する外科的および薬理学的操作を組み合わせて検討した．脳脊髄液の量や脳壁体積の貢献以上に脳室内圧の成立に「頭皮による締め付け」が大きく貢献していることが分かった．そして脳室・脳室内圧には，それ自体が積極的に脳壁ドームを「膨らませる」という，肺の発生過程で想定されているような「圧の内外差（内＞外）による構造拡張の働きではなく，頭皮からの締め付けのもとにある脳壁を受け止める「カウンターバランサー」としての役目があると分かった．そうして締め付ける頭皮と内で受け止める脳室に挟まれる脳壁は，神経前駆細胞の分裂によって産生されたニューロンを壁の外層に圧縮的に充満させ，先行して誕生したニューロンが伸長させる軸索（脳壁の周方向に沿う）と神経前駆細胞のファイバー（脳壁の法線方向に沿う）という２種類の相互直行関係にあるファイバー構造に張力を加えることで強度が確保される構造になっていることも分かった．加えて，壁の内面・頂端面が連続性・収縮性を有することが，壁の肥厚（ニューロン充填を通じた）を助けていることも明らかとなった．脳室の「カウンターバランシング」は，脳壁が，そうした収縮性を有する脳壁内面を脳室を狭めるようせり出させながら肥厚するということに対する許容性も帯びている．

The process of birth during the fetal period, the process of birth, the process of birth, the understanding of the plan, and the study of it. The bone on the dorsal side of the head is formed during the period of bone formation, and the dorsal direction of the bone is formed on the dorsal side of the head. The relationship between the epidermis and the interwoven fabric = the scalp and the scalp, and the bonding tissue and the scalp.にあるということをPrevious year's report したことをReceived け, 脳hara base wall のさIt's a good thing Influenced by ってどういう, influenced by けているか, handmade マノメータによる姧姧measurement The operation of the scalp surgery and the operation of the science of scalp surgery and the operation of the scalp surgery are done. The amount of liquid in the spine and the contribution to the volume of the wall are higher than the indoor pressure.そして脳 room・脳内的狠には, それ自体が Positive に脳 wall ドームを「expansion らませる　という, the process of lung irritation is supposed to be されているような「pressure の internal and external difference (internal > external ) によるStructural 拡张の働きではなく, scalp からのassociated めpay けのもとにある脳wallをReceive the stop button「カウンターバランサー」としての丮目があると分かった. It is produced by the division of the cells in the front of the scalp and the inner and outer walls of the scalp. The outer layer of the されたニューロンをwall is compressed and the に満させ is born. The circumferential direction of the wall (the direction of the wall) and the direction of the normal line of the wall (the direction of the normal line of the wall) and the straight line between the two types of cells The relationship is the structure of the tension and the strength of the structure and the strength of the structure. Add えて, the inner surface of the wall and the top surface are connected and contractile, and the wall is fat. Thick（ニューロンfilledを通じた）をhelperけていることも明らかとなった. The inner surface of the inner wall of the inner wall of the inner wall of the inner wall has the shrinkage property of the outer wall. The room is narrow, the room is narrow, the room is narrow, the room is narrow, the room is thick, and the room is thick.

项目成果

動物の大脳というドーム構造の建築工法

动物大脑圆顶结构的建造方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Reito Bunno;Takayoshi Awakawa;Takahiro Mori;Ikuro Abe;宮田卓樹
• 通讯作者: 宮田卓樹

頭蓋骨未形成期の脳室内圧とは？-----成立のしくみと力学的意義

颅骨尚未形成期间，脑室内压是多少？

• 发表时间: 2023
• 作者: Mitsuboshi S;Niimura T;Kanda M;Ishida S;Zamami Y;Ishizawa K;辻川幸一郎，宮田卓樹
• 通讯作者: 辻川幸一郎，宮田卓樹

胎生期の脳の成長と周囲頭皮組織のなす力学的相互作用と協働的形態形成

胚胎脑生长与周围头皮组织之间的机械相互作用和协同形态发生

• 发表时间: 2022
• 作者: 辻川 幸一郎;齋藤 加奈子;長坂 新;宮田 卓樹
• 通讯作者: 宮田 卓樹

Embryonic Pericytes Promote Microglial Homeostasis and Their Effects on Neural Progenitors in the Developing Cerebral Cortex

• DOI: 10.1523/jneurosci.1201-21.2021
• 发表时间: 2022-01-19
• 期刊: JOURNAL OF NEUROSCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Hattori, Yuki;Itoh, Haruka;Miyata, Takaki
• 通讯作者: Miyata, Takaki

Functional cooperation of α-synuclein and tau is essential for proper corticogenesis.

α-突触核蛋白和 tau 蛋白的功能合作对于正常的皮质生成至关重要。

• DOI: 10.1523/jneurosci.0396-22.2022
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Journal Neuroscience
• 作者: 2.Wang S.;Fu Y.;Miyata T.;Matsumoto S.;Shinoda T.;Itoh K.;Harada A.;Hirotsune S. and Jin M.
• 通讯作者: Hirotsune S. and Jin M.