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物理的な力が生み出す神経前駆細胞ダイバーシティーとその原理の解明

研究代表者 
岡本麻友美
名古屋大学 大学院医学系研究科 細胞生物学
https://www.takaki-miyata-lab.org/

研究概要

 我々はこれまで、大脳発生過程の神経前駆細胞に着目し、その形態や動態、性質について、タイムラプスイメージングやシングルセルレベルでの遺伝子発現解析を用いて、研究を行ってきました。発生過程の神経前駆細胞は、形態や動態、遺伝子発現パターンの点から非常に多様です。脳室面から脳膜側へ突起を伸ばした長い形態をしており、細胞周期の進行に伴って自身の核を脳室方向、脳膜方向へと動かし、細胞産生を行っています。機能的な大脳組織を形成するためには、この神経前駆細胞が然るべきタイミングで然るべき種類の細胞を産生することが必須ですが、そのメカニズムはまだ完全に理解されていません。
 神経前駆細胞が存在している大脳組織は、多くの細胞たちがひしめきあった非常に密な環境であり、そのような場所でダイナミックに細胞産生を行っていることから、そこには何らかの物理的な力が存在していることが予想されます。近年のメカノバイオロジー分野の発展や、また、我々の以前の研究において、神経前駆細胞の周囲の力学的環境が、神経前駆細胞の細胞産生能や挙動に影響を及ぼす可能性を見出した(Okamoto et al., 2013; Okamoto et al., 2014)ことから、大脳組織においても物理的な力がその発生制御の一端を担っているのではないかと考え、現在、大脳組織における力の役割に焦点を当てて、研究を行っています。
 本研究では、力学的視点から神経前駆細胞のダイバーシティー獲得様式に着目し、シングルセルレベルで、タイムラプスイメージングによる神経前駆細胞の力学的状態の観察、及び、遺伝子発現解析を行い、数理モデルの構築と検証を組み合わせて、物理的な力が神経前駆細胞の多様性をどのように生み出したのか、その分子メカニズムを明らかにすることを目標としています。本研究により、基礎的な脳発生メカニズムを理解するという点のみならず、これまでわからなかった力が関与している病因の解明や、力を利用した医療への応用につながることが期待できます。

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参考文献

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