単一細胞トランスクリプトームによる抑制性神経細胞の分化機構の解明

利用单细胞转录组阐明抑制性神经元的分化机制

• 批准号: 20J00278
• 负责人: 堀江 良子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka University (2022)University of Tsukuba (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00278/
• 关键词: ホヤ; 単一細胞トランスクリプトーム; 神経細胞; 細胞分化; 単一細胞トランスクリプトーム解析

本研究課題は、ホヤ幼生の中枢神経系全体においてGABAニューロンを生み出す分子機構を明らかにし、他のニューロンの分化機構と比較することにより、中枢神経系においてサブタイプが異なるニューロンを生み出す分子機構を解明することを目指した研究である。単一細胞トランスクリプトーム解析の結果、尾部に存在する双極型感覚神経細胞(BTNs)がGABA神経であることが分かった。前年度までにBTNsの分化機構については、POUIVおよびNeurogeninがお互いを活性化するフィードバックループがBTNsの分化に重要であることが明らかにしている。今年度は最終分化後にBTNsの双極に伸びた軸索を形成するメカニズムついて研究を行った。胚発生過程を通した単一細胞トランスクリプトーム解析のデータから各神経細胞の分化過程における遺伝子発現の変遷を示した細胞系統樹の作成を進めた。そして、細胞系統樹をもとに、BTNsの最終分化のポイントで発現し、それ以降も発現が維持される転写因子・シグナル分子を検索し、13個の転写因子・シグナル分子が最終分化後のBTNsで発現し続けることを明らかにした。同定した13個の転写因子・シグナル分子について機能解析を進めたところ、いくつかの転写因子の機能阻害によってBTNsの分化は阻害されないが、BTNsの形態維持や移動に異常のある表現型を示すものを同定した。つまり、最終分化後にBTNsの双極に伸びた形態を形成・維持を行う転写因子やBTNsの移動を制御する転写因子を同定することに成功した。これらの結果から、BTNsの初期分化から最終分化、そしてBTNsの位置する場所まで移動し、ターゲットとなる細胞に対して軸索を伸ばすところまでの一連の分化機構を制御する転写因子ネットワークを同定することに成功した。

This research topic is aimed at clarifying the molecular mechanism of GABA production in the whole central nervous system of infancy, comparing the differentiation mechanism of other organs, and clarifying the molecular mechanism of GABA production in the central nervous system. The results of single cell analysis showed that bipolar neurons (BTNs) existed in the tail of GABA neurons. In the past year, the differentiation mechanism of BTNs has been activated, and POUIV and Neurogenin have been activated. This year's research on the formation of bipolar extension and axons in BTNs after final differentiation has been carried out. Embryo development process through single cell differentiation analysis and evolution of gene development and evolution of cell phylogenetic tree In addition, the final differentiation of BTNs was found in the cell lineage tree, and the final differentiation of BTNs was found in the 13 gene molecules that maintain the final differentiation of BTNs The same determination of the 13 writing factors, molecular structure, functional analysis, functional inhibition of the writing factors, differentiation inhibition of BTNs, morphological maintenance of BTNs, and abnormal phenotype. After the final differentiation, the bipolar extension and morphology of BTNs are formed and maintained. The writing factor and the movement control factor of BTNs are determined simultaneously. As a result, the initial differentiation of BTNs, the final differentiation of BTNs, the location of BTNs, the movement of BTNs, the movement of BT

项目成果

Neuronal identities derived by misexpression of the POU IV sensory determinant in a protovertebrate.

• DOI: 10.1073/pnas.2118817119
• 发表时间: 2022-01-25
• 期刊: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
• 影响因子: 11.1
• 作者: Chacha PP;Horie R;Kusakabe TG;Sasakura Y;Singh M;Horie T;Levine M
• 通讯作者: Levine M

ホヤ幼生の重力を感知する神経回路の解析

海鞘幼虫感知重力的神经回路分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 一寸木明日香;堀江良子;笹倉靖徳;堀江健生
• 通讯作者: 堀江健生

ホヤ幼生の重力を感知する神経回路の構造と機能

海鞘幼虫感知重力的神经回路的结构和功能

• 发表时间: 2021
• 作者: 一寸木明日香;堀江良子;笹倉靖徳;堀江健生
• 通讯作者: 堀江健生

非コード領域による転写制御―遺伝子発現のタイミングをつくり出す新たなメカニズム

非编码区的转录控制——一种创造基因表达时间的新机制

• 发表时间: 2022
• 期刊: 実験医学
• 作者: 堀江良子，一寸木明日香;堀江健生
• 通讯作者: 堀江健生

Gravitaxis neural circuit in the ascidian larva

海鞘幼虫的重力神经回路

• 发表时间: 2022
• 作者: Asuka Chokki;Ryoko Horie;Yasunori Sasakura;and Takeo Horie
• 通讯作者: and Takeo Horie