研究室 -Laboratry-

畠山グループ

研究課題名 単層上皮のシートから成る神経管に多様な形態を形成する機構の解明
研究代表者 畠山 淳
連携研究者 嶋村 健児
目的・意義 我々ヒトを含め、脳は複雑な形態を呈しているが、発生過程を遡ると単調な神経管より発生してくる。単層の上皮シートである神経板が閉じて神経管が形成されると、最初に起こる形態形成は、「くびれ、突出、隆起」で、これが脳形態の基礎となる。例えば、中脳後脳の間のくびれは、機能の異なる脳の領域を明白に区切る。眼胞が突出し、根元がくびれることで目が形成される。細胞が増殖し留まり隆起構造を形成することで多くの核を含む大脳基底核の基盤ができる。このように上皮シートから多様な形態が形成されるが、この形態形成の機構は、ほとんどわかっていない。上皮シートから多様な形態を形成する原理の解明を目指し、本研究では、神経管の形態形成の機構に着目して研究を進める。
 神経管の領域化が起こると区画と区画を仕切る境界細胞が出現する。境界細胞がないと、神経管の複雑な形態形成が起こらないことから、区画間の細胞拡散を制限する「境界細胞の仕切り」が神経管の形態形成機構に重要である可能性が高い。本研究では、境界細胞の仕切りの形態形成における役割を検証し、上皮シートの形態形成原理の一端を解明する。
期待される成果 境界細胞の仕切りによる細胞拡散の制限が、上皮シートの形態形成に貢献していることを明らかにできれば、脳形態の基礎となる形態形成のメカニズムの一部を明らかにできる。同じ「仕切り」でも、細胞の増殖や動態の違いとの組み合わせで、「くびれ」「隆起」突出」など形成される構造が異なることが想定され、「上皮シートから多様な形態を形成する機構」の一端を解明することがねらいである。様々な形態形成にも当てはまる、仕切りによる新たな形態形成の基本原理を提唱できるかもしれない。
班員との連携 班員の井上先生、秋山先生より3D形態シミュレーションの視点からの助言をいただいている。
Webサイト http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/bunya_top/brain_morphogenesis/
単層上皮のシートから成る神経管に多様な形態を形成する機構の解明

平成27年度〜31年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型)生物の3D形態を構築するロジック

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