成体脳における新生ニューロンの移動メカニズム解明と大脳皮質傷害の新規治療法開発

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成体の脳内では、限られた領域において神経幹細胞から新しいニューロンが持続的に産生されている。これらの新生ニューロンは鎖状に連なって脳内を高速移動し、目的の領域に到達すると成熟し、脳機能の維持に寄与している。脳梗塞などの脳傷害の際にも、一部の新生ニューロンが正常な脳と同様に鎖状に連なって傷害部へと移動する。しかし、その機序の多くは未だ不明である。本研究では、新生ニューロンが鎖状に連なって移動する際のニューロン間の接着に着目し、新生ニューロンが接着しながら移動するメカニズムを解明するとともに、その移動メカニズムへの介入によって、成体大脳皮質傷害に対する新たな治療法の開発を目的とした。当該年度においては、正常脳および傷害脳内を移動する新生ニューロンの細胞接着の解析を行なった。具体的には連続ブロック走査型電子顕微鏡を使用し、正常脳内および傷害脳内を集団移動する新生ニューロンの細胞接着を三次元的に解析した。この三次元電子顕微鏡を用いた解析において、最も時間を要する電子顕微鏡画像から必要な情報を抽出するセグメンテーションや多くの知識や経験が求められる細胞種の判別の過程を効率よく行うため、AIを用いた細胞種判別およびセグメンテーションの自動化を試みた。次に、正常脳内および傷害脳内を移動する新生ニューロンの細胞接着がどのように制御されているかを調べるために、新生ニューロン間の細胞接着関連分子を調整する分子に着目し、その分子の発現解析を行った。さらに、新生ニューロンにおける細胞接着関連分子を調整する分子を調べるために、これらの分子の発現抑制実験を行った。これらの実験の結果から、傷害脳内を集団移動する新生ニューロンでは、細胞接着関連分子を調整する分子の発現が変化することで、細胞接着関連分子の発現が変化し、細胞間の接着状態に変化を生じていることが示唆された。