大脳皮質投射ニューロンの層特異性獲得機構の解析

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大脳皮質は脳機能の発現に中心的な役割を演じる中枢神経系の一領域であるが、個々の皮質投射ニューロンがどのような分子メカニズムにより正確な細胞体配置や軸索投射といった性質を獲得し、正常な神経発達に至るのかは明らかとされていない。本研究では、個々の層を構成する皮質投射ニューロンの層特異性(細胞体配置・軸索投射パターン)がどの様に調節され獲得されているのか、その分子的基盤を明らかにすることを目的とした。従来から我々はsingle cell PCR法を用いて個々の単一皮質投射ニューロンにどういった遺伝子が選択的に発現しているのかを解析する事でMeis2遺伝子を皮質深層に選択的に発現する遺伝子として単離した。本研究においては、Meis2転写因子が示す皮質形成における機能的役割を電気的穿孔法を用いた遺伝子導入解析系を用いる事で検討した。電気的穿孔法を用いた機能獲得実験により、当該転写因子を異所性に発現させた結果、この遺伝子は皮質ニューロンの軸索投射パターン獲得・細胞体配置調節、また、神経前駆細胞の増殖・分化調節に重要な働きを示すことを明らかにした。転写促進のmutant formを用いた実験では細胞移動が促進されるとともに軸索投射が外包へ選択的に伸長され、転写抑制のものでは細胞移動が抑制されるとともに軸索投射が内包へ選択的に伸長されることを見出した。更に、この細胞移動促進・抑制にともなう細胞形態ならびに細胞分裂様式の変化を解析し、Meis2によって調節されている分子実体の候補分子を選別しえた(投稿準備中)。