Neurogenesis and its pathogenesis in the neonatal brain: an integrated understanding using advanced analytical techniques

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生後脳におけるニューロン新生と細胞移動・成熟の過程を、先端分析技術を駆使して大規模・高解像度に研究し、その特徴を明らかにするとともに、脳障害の病態を解明することを目的として、以下の研究を実施した。(1)生後のニューロン新生と細胞移動を支える組織構築の三次元微細形態解析：神経幹細胞および移動する新生ニューロンの微細形態と接着様式などを三次元的に理解するため、昨年度に引き続き、連続ブロック表面走査型電子顕微鏡(SBF-SEM) による観察を実施した。深層学習などの最新技術と手作業による修正作業を組み合わせることによって、広範囲にわたる電子顕微鏡画像をより効率よく、正確に解析し、幹細胞や新生ニューロンの特徴を明らかにした。(2)ニューロン新生・移動を制御する分子のスクリーニング：マウス脳室下帯の細胞集団の単一細胞網羅的遺伝子発現解析(scRNAseq)を実施している。昨年度までに得られた遺伝子発現情報を解析し、細胞種の分類作業を行うとともに、各々の特徴について検討した。(3)新生児期のニューロン新生機構と早産による影響:昨年度に引き続き、正期産・早産マウスの脳室下帯細胞の微細形態および細胞間の接着関係を比較した。また、探針エレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析(PESIMS/MS)を用いて得られた情報とscRNAseqのデータを統合し、早産で変化する代謝経路に関連した遺伝子群の特定作業を行った。(4)新生児期のニューロン新生・移動を調節する分子機構と操作技術の開発：昨年度に引き続き、新生児期のニューロン新生・移動に関わる可能性のある分子群の機能をウイルスベクター等による遺伝学的手法又は薬理学的な方法で操作する実験を実施した。