脳のサイズや形に寄与する神経前駆細胞の動態制御機構の解明

発生過程の大脳では、動物種によってそれぞれ、神経前駆細胞から決められた数、種類のニューロンが決められた時期に正しく作られ、最終的にサイズや形の異なる脳を形成する。ヒトを含む霊長類などにおいて見られる脳のサイズの拡大や形の複雑化が、どのように制御されているのかという問いは、多くの研究者が注目している重要なテーマの一つであるが、その全貌は明らかにされていない。本研究では、動物種間での脳のサイズや形の違いに寄与した分子メカニズムを明らかにするために、マウスに加えて、サイズや形が異なるフェレットの大脳を対象として、(1) タイムラプスイメージングなどを用いた組織レベルでの解析と、(2)トランスクリプトーム解析を用いた分子レベルでの解析を組み合わせ、力学的観点から、神経前駆細胞の細胞産生能や動態がどのように規定されているのか、それらの違いを生み出す制御機構の解明を目的としている。これまでに、大脳発生過程において発現している機械受容チャネルの機能解析を行った。その一つである、Piezo1に着目した機能解析実験から、Piezo1による力の感知が、神経前駆細胞の細胞産生パターンに影響を与えることを見出した。そして、その結果、マウスにおいてヒトやフェレットが持つようなシワ様構造を誘導することに成功した。今後、マウスとフェレットの脳組織における力学的状態の違いや、Piezo1を介した力の感知の違いについて、さらに詳細に解析したい。

発生過程の大脳では、動物種によってそれぞれ、神経前駆細胞から決められた数、種類のニューロンが決められた時期に正しく作られ、最終的にサイズや形の異なる脳を形成する。ヒトを含む霊長類などにおいて見られる脳のサイズの拡大や形の複雑化が、どのように制御されているのかという問いは、多くの研究者が注目している重要なテーマの一つであるが、その全貌は明らかにされていない。本研究では、動物種間での脳のサイズや形の違いに寄与した分子メカニズムを明らかにするために、マウスに加えて、サイズや形が異なるフェレットの大脳を対象として、(1) タイムラプスイメージングなどを用いた組織レベルでの解析と、(2)トランスクリプトーム解析を用いた分子レベルでの解析を組み合わせ、力学的観点から、神経前駆細胞の細胞産生能や動態がどのように規定されているのか、それらの違いを生み出す制御機構の解明を目的としている。これまでに、大脳発生過程において発現している機械受容チャネルの機能解析を行った。その一つである、Piezo1に着目した機能解析実験から、Piezo1による力の感知が、神経前駆細胞の細胞産生パターンに影響を与えることを見出した。そして、その結果、マウスにおいてヒトやフェレットが持つようなシワ様構造を誘導することに成功した。今後、マウスとフェレットの脳組織における力学的状態の違いや、Piezo1を介した力の感知の違いについて、さらに詳細に解析したい。