ゼブラフィッシュ側線神経系をモデルとした神経回路形成機構の解析

以斑马鱼侧线神经系统为模型分析神经回路形成机制

• 批准号: 09J06524
• 负责人: 佐藤 朗
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06524/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 側線神経系; 神経回路; ライブイメージング; Single-cell発現解析; 側線; 神経回路形成

1.ゼブラフィッシュ側線系の単一細胞における遺伝子発現解析法を確立した今年度の研究では、側線神経の細胞集団内に混在する2つのサブタイプ;LeaderとFollowerを決定するメカニズムを解明するため、両者の遺伝子発現の比較を行った。そのためにまず側線系の単一神経細胞における遺伝子発現解析法を確立した。具体的には、単一細胞に由来するcDNAライブラリを合成・増幅し、ライブラリに含まれる各cDNAの量をqPCRと次世代シーケンシングによって調べることで、単一細胞における発現解析が可能となった。2.側線神経細胞のサプタイプは転写因子neurodの発現量によって決まることを明らかにした上記の発現解析法を用いて、LeaderとFollowerの遺伝子発現を比較した。その結果、神経分化に関わる転写因子neurodの発現量がLeaderで有意に高いことが明らかになった。この結果から、側線神経の分化初期(Leader,Followerの分化前)にneurod発現量の高い細胞がLeaderへと分化することが予想される。その場合、neurodの発現量は分化初期から多様化していることが必要である。初期胚における発現解析の結果、実際にneurod発現量の多様化がLeader,Followerの分化に先立って生じることが確認された。neurod発現量によってサブタイプが決まる可能性をさらに検証するため、単一細胞においてneurod過剰発現を行い、その細胞がLeaderへ分化するかどうかを調べた。その結果、Leaderへの分化はneurod過剰発現によって有意に促進され、上記の仮説が強く支持された。以上の成果は、遺伝子の(発現の有無ではなく)発現量が神経細胞のサブタイプを決めているという、神経細胞集団の多様化メカニズムの一端を明らかにしたものである。

1. To establish an analytical method for gene expression in a single cell of a microsatellite system, this year's study was conducted to compare the gene expression of a microsatellite system with that of a microsatellite system. A method for analyzing gene expression in human brain cells was established. The specific cDNA sequence in a single cell is synthesized, amplified, and contained in a single cell, and the amount of each cDNA sequence in a single cell is analyzed by qPCR and subsequent generation analysis. 2. A comparison of the expression of neuroid gene between Leader and Follower in the expression of neuroid gene between leader and follower is made. The results of the brain differentiation are related to the occurrence of the neurod factor. The results showed that the early stage of differentiation (Leader,Follower and before differentiation), the high level of neurod production and differentiation between Leader and Follower cells were considered. In some cases, the amount of neurod appears in the initial stage of differentiation. The results of initial embryo development analysis and the diversification of actual neuron development amount are confirmed by the differentiation of Leader and Follower. The probability of neurorod production is determined by the number of cells in which neurorod production occurs, and the number of cells in which neurorod production occurs is determined by the number of cells in which neurorod production occurs. As a result, the differentiation of the Leader's body is not only intentionally promoted, but also supported by the strong support of the above-mentioned body. The above results show that the amount of gene expression is determined by the diversity of neurons, and one end of the diversity of neurons is clearly determined.

项目成果

Single-Cell Analysis of Somatotopic Map Formation in the Zebrafish Lateral Line System

• DOI: 10.1002/dvdy.22324
• 发表时间: 2010-07-01
• 期刊: DEVELOPMENTAL DYNAMICS
• 影响因子: 2.5
• 作者: Sato, Akira;Koshida, Sumito;Takeda, Hiroyuki
• 通讯作者: Takeda, Hiroyuki

ゼブラフィッシュ側線系の発生における単一神経細胞の表現型と遺伝子発現の多様性

斑马鱼侧线系统发育过程中单神经元表型和基因表达的多样性

• 发表时间: 2011
• 作者: Akira Sato;Sumito Koshida;Hiroyuki Takeda;佐藤朗
• 通讯作者: 佐藤朗

Phenotypic and molecular heterogeneity of zebrafish lateral line neurons during circuit formation

斑马鱼侧线神经元电路形成过程中的表型和分子异质性

• 发表时间: 2011
• 作者: Akira Sato;Sumito Koshida;Hiroyuki Takeda;佐藤朗;Akira Sato
• 通讯作者: Akira Sato

回路形成における側線神経の振る舞い・形態・接続の多様性

回路形成中侧线神经的行为、形态和连接的多样性

• 发表时间: 2009
• 作者: Akira Sato;Sumito Koshida;Hiroyuki Takeda;佐藤朗;Akira Sato;Akira Sato;佐藤朗
• 通讯作者: 佐藤朗