News Release 

発生時のマウス脳における神経細胞多様性の起源

American Association for the Advancement of Science

神経前駆細胞がどのようにして異なる種類の娘細胞をより多く生み出すのかは、個々の神経前駆細胞の発達によって異なっていることが、マウス脳を用いた新たな研究により示されている。この研究は、FlashTagとして知られる比較的新しい神経細胞標識技術を用いて行われた。この研究は、胚発生時に1つの神経前駆細胞が新しい状態に移行する際に、常に同じ細胞をより多く産生するのではなく、そうした新しい状態を反映する娘細胞も産生することを示している。今回の結果は、胚マウスの急速に発達する脳内において神経細胞の多様性が生み出される基本的なメカニズムを明らかにしている。早期の皮質形成時に、脳室帯に存在する未分化型前駆(AP)細胞は、分化して異なる種類の神経細胞になり、認知機能および感覚運動機能にとって不可欠の様々な神経回路を形成するようになる。成熟した脳では、神経前駆細胞が分化する神経細胞の種類は、前駆細胞に由来する遺伝情報と、環境に由来するシグナルとの相互作用によって決定される。しかし、発生時の脳内については、産生される神経細胞の種類を決める因子は依然として不明である。その理由は、特定の細胞種において神経細胞の状態を正確に分析する技術がないことである。今回、研究者らはこのような限界を克服するためにFlashTag(FT)という方法を用いている。FTは、AP細胞とその娘神経細胞を標識するためにこの研究者らが以前に開発した方法である。Ludovic Telleyらは、マウス脳内の神経前駆細胞を標識するためにFTを用い、また様々な胚発生段階においてそれらの細胞を調べるために高時間分解シングルセルRNAシーケンシングを用いてマウス胚における初期の神経細胞形成について追跡した。このようなアプローチにより、AP細胞とその娘神経細胞の転写プロファイルの経過を、新皮質形成の特定の時点において同定・追跡することができた。この研究により、AP細胞の運命に転換をもたらして新皮質形成時の特定の段階を反映させるようにする遺伝子の主要なセットが、時間的パターンに基づいて明らかにされた。これらの結果によれば、時間的に変動する分子の「バースマーク(生まれつきのあざ)」は、母細胞から娘細胞に伝えられ、このことが娘細胞がどの種類の神経細胞に分化していくのかに影響を及ぼす。こうして、AP細胞の胚発生時における年齢に依存した転写状態が、新皮質における神経細胞の多様性を決定する。

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