川口 綾乃 (KAWAGUCHI, Ayano)

 

プロフィール

  

 胎生期の哺乳類大脳を舞台に神経幹細胞の運命決定に興味をもって研究を行なっています。

 

 哺乳類の大脳が作られる過程では、神経幹細胞(神経前駆細胞)と呼ばれる未分化な細胞が分裂を繰り返し、発生時期に応じた種々の娘細胞たちを生み出していきます。一つ一つの神経幹細胞がたどる細胞系譜はさまざまです。一方で、脳の発生を全体として眺めてみると、各個体間で実に再現性良く、多様な細胞種からなる複雑な構造物が作り上げられていくことに気づきます。

 

 

このような、神経幹細胞とその娘細胞たちの多様な運命はどのような機構で決定されているのでしょうか。

 

一つは、発生の時刻に応じた神経幹細胞の細胞内・外の変化です。神経幹細胞は発生の時刻が進むに伴い、その分裂パターンを変化させます。また、ニューロン産生の時期であれば、生じる娘細胞がどの層のニューロンになるかも発生の時刻に対応することが知られています。実際、発生時刻の進行に伴って神経幹細胞はその遺伝子発現を変化させることが分かっています。

では、神経幹細胞はどうやって発生の時刻を知るのでしょうか? 

細胞内の状態がダイナミックな変化を繰り返す細胞周期進行は、細胞が時を数えるタイマーの良い候補と考えられてきました。しかし、脳発生の途中でで神経幹細胞の細胞周期進行を停止させても、この発生の時間軸にそった変化は引き続き進行しました。一方で、幹細胞を取り出し、周囲に全く細胞がいない状態で培養すると、限られた数の遺伝子しか時間進行に伴って変化しないことがわかりました(Okamoto et al., 2016)。これらの実験結果から、神経幹細胞は自身の細胞周期進行をカウントして発生の時刻を計っているわけではないこと、また、細胞の中では発生時刻進行につれて時計は進んでいくものの、その時計が正しい時を刻むためには周囲の細胞からのシグナルによる調整が重要であることがわかります。

 

 

もう一つ、神経幹細胞とその娘細胞たちの多様な運命に関わっている可能性のある因子が、細胞状態のゆらぎと、その幅のコントロールです。

発生の一時刻を取り出してみてみると、神経幹細胞には発生時期に応じた「ある幅」の多様性が存在します。これは細胞内的な変化も含めて細胞の存在する・存在してきた状況、あるいは確率的な遺伝子発現の変動によるものと考えられます。私たちはこれまでの研究過程で、この神経幹細胞・前駆細胞の微小な状態の差が、細胞の振る舞いに影響を及ぼしている例を観察してきました。

 

 

したがって、脳の発生を理解するためには、単一素子としての細胞の状態を個別に把握するとともに、細胞どうしの関係性や細胞外環境から受ける影響と、細胞集団が示すゆらぎ・多様性の変化に注目して観察し、その実態を捉えることが必要です。

観察によって得られた知見に基づいて仮説をたて、仮説を検証するために生体に対して実験的な操作を行い変化を捉え、考える。このような研究サイクルを繰り返すことで、「少々のことがあっても最終的には同じような脳が作られる」ような頑強な脳発生の仕組みを紐解いていきたいと考えています。

       

                                    

参考:

新学術領域「脳構築における発生時計と場の連携」 

R1-2年度 公募課題研究

場の変化が明らかにする神経前駆細胞の時間的個性獲得の機構

H29-30年度 公募研究課題 

Outer radial glia 誕生がもたらす神経幹細胞の場と時間特性の変化

 

 

 

<略歴>

1995          大阪大学医学部医学科 卒業

1995-1998  眼科臨床医 (大阪大学医学部附属病院、国立大阪南病院)

 

1998-2002  大阪大学大学院 医学系研究科 博士課程

2001-2002  日本学術振興会特別研究員(DC2)

 

2002-2008   理化学研究所 発生再生科学総合研究センター(CDB) 

                    非対称細胞分裂研究グループ  研究員

 

2008―現在    名古屋大学大学院医学系研究科 機能形態学講座 

                    細胞生物学分野 准教授

 

 

 

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連絡先:川口綾乃

Email: akawa (アットマーク)med.nagoya-u.ac.jp

 

 

<原著論文・総説>

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