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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。