大脳皮質神経細胞の移動様式とその制御機構

大脑皮层神经元的迁移模式及其控制机制

• 批准号: 14780604
• 负责人: 田畑 秀典
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780604/
• 关键词: 神経発生; 細胞移動; リーラー; 大脳皮質; 層形成

ほ乳類の大脳皮質神経細胞は発生過程において脳室帯で誕生し、中間帯、皮質板を経て脳の最表層まで達し、整然と配置されて6層からなる大脳皮質を形成する。大脳皮質神経細胞の移動様式として、ロコモーションと細胞体トランスロケーションが知られていた。これらの移動様式をとる細胞は放射状方向に向いた双極性の細胞として観察される。しかし、脳の発生過程においては、はっきりした極性を持たない多極性細胞が豊富に存在していることが組織学的な観察から知られており、この細胞群の性格付けが必要となっていた。本研究課題では、この多極性細胞が神経細胞移動において、どのような位置を占めるのかを明らかにした。子宮内電気穿孔法を用い、GFP発現ベクターを導入することで移動神経細胞を可視化し、その形態を詳細に観察した。またこれらを、共焦点レーザー顕微鏡を用いてtime-lapse観察した。その結果、多極性細胞は複数の細い突起を色々な方向に伸ばしており、この突起を活発に伸縮させながら、ゆっくりと移動していた(速度=約2μm/hr)。同じ方法でロコモーション細胞を観察すると、これらの細胞は直線的に速い速度(約10μm/hr)で移動しており、多極性細胞の移動とは明らかに異なっていた。我々はこの移動様式を多極性移動と呼ぶことにした。以上のことから、大脳皮質の形成過程には、ロコモーション、細胞体トランスロケーション、多極性移動が関与することが示されたが、これらの移動様式がどのように使われて皮質形成が成し遂げられるのかが、次の大きな問題であった。そこで、胎生16日目でGFPベクターを遺伝子導入後12時間後から3時間おきにBromodeoxyuridine(BrdU)を投与する実験を行った。この実験で、BrdU陰性細胞に注目すれば、12時間後の時点ですでに最後のS期を終了した細胞集団の動きを見ることができる。その結果、分裂を終了した神経細胞の大部分は多極性細胞として脳室下帯に留まり、その後、その同じ細胞が、ロコモーションになって皮質板に入ることが示された。

ほ milk god 経 の big 脳 cortical cells は 発 birth process に お い て 脳 chamber 帯 で し, intermediate 帯, cortical plate を 経 て 脳 の most surface ま で し, but the whole と configuration さ れ て 6 layer か ら な る big 脳 cortex を form す る. Big god 経 脳 cortex cells の move others type と し て, ロ コ モ ー シ ョ ン と cell body ト ラ ン ス ロ ケ ー シ ョ ン が know ら れ て い た. <s:1> れら <s:1> move the pattern をとる cells in the <s:1> radial direction に towards the <s:1> た bipolar <s:1> cells と て観 て観 て観 observe される. Born し か し, 脳 の 発 process に お い て は, は っ き り し た polarity を hold た な い multipolarity cells が aboundant に exist し て い る こ と が histological な 観 examine か ら know ら れ て お り, こ の cells の character pay け が necessary と な っ て い た. This research topic で は, こ の multipolarity cells が god 経 mobile に お い て, ど の よ う を な position of め る の か を Ming ら か に し た. Intrauterine 気 perforation method を い, GFP 発 now ベ ク タ ー を import す る こ と で mobile god を visualization し 経 cells, そ の form を detailed に 観 examine し た. ま た こ れ ら を, total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror を with い て time - lapse 観 examine し た. そ の results, more polar cell は plural の い protuberant を color 々 な direction に stretch ば し て お り, こ の protuberant を live 発 に telescopic さ せ な が ら, ゆ っ く り と mobile し て い た speed (= 2 mu m/hr). Method with じ で ロ コ モ ー シ ョ ン cells を 観 examine す る と, こ れ ら は の cell line quick に い speed (about 10 microns/hr) で mobile し て お り, multiple の cell polarity と は Ming ら か に different な っ て い た. I 々, 々, た, ぶ, ぶ, た, た. The movement pattern is を. The multi-polar movement is と. The call is ぶ, とに, とに, た. Above の こ と か ら formation, large 脳 cortex の に は, ロ コ モ ー シ ョ ン, cell body ト ラ ン ス ロ ケ ー シ ョ ン, multipolarity mobile が masato and す る こ と が shown さ れ た が, こ れ ら の move others type が ど の よ う に make わ れ て cortex form が into し hence げ ら れ る の か が, big time の き な problem で あ っ た. そ こ で, viviparous 16 mesh で GFP ベ ク タ ー を 伝 son after import 12 time after か ら 3 time お き に Bromodeoxyuridine (BrdU) を cast and す る be 験 を line っ た. こ の be 験 で, BrdU negative cell に attention す れ ば, 12 time after の point で す で に の S last period end し を た cells sets 団 の dynamic き を see る こ と が で き る. そ の results, divided を end し た god more than most の は polarity 経 cells と し て 脳 chamber under 帯 に leave ま り, そ の, そ の が じ cells, ロ コ モ ー シ ョ ン に な っ て に cortex plate into the る こ と が shown さ れ た.

项目成果

Hidenori Tabata, Kazunori Nakajima: "Multipolar Migration : The third mode of radial neuronal migration in the developing cerebral cortex."The Journal of Neuroscience. 23(31). 9996-10001 (2003)

Hidenori Tabata、Kazunori Nakajima：“多极迁移：发育中的大脑皮层中径向神经元迁移的第三种模式。”神经科学杂志。

田畑秀典: "大脳皮質細胞の移動様式"蛋白質 核酸 酵素. 47(15). 1994-2001 (2002)

Hidenori Tabata：“大脑皮层细胞的迁移模式”蛋白质核酸酶47（15）（2002）。

Tabata, H.: "Neurons tend to stop migration and differentiate along the cortical internal plexiform zones in the Reelin signal-deficient mice"Journal Neuroscience Research. 69(6). 723-730 (2002)

Tabata, H.：“在 Reelin 信号缺陷小鼠中，神经元倾向于停止沿着皮质内部丛状区迁移和分化”《神经科学研究》杂志。

田畑秀典: "神経(発生過程における細胞移動)"Molecular Medicine. 40(臨時増刊号). 287-297 (2003)

Hidenori Tabata：“神经（发育过程中的细胞迁移）”分子医学 40（特刊）。