2025/03/05 更新

写真a

シノダ トモヤス
篠田 友靖
SHINODA Tomoyasu
所属
大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学 助教
大学院担当
大学院医学系研究科
学部担当
医学部
職名
助教

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2006年1月   名古屋大学 ) 

研究キーワード 1

  1. 脳発生

研究分野 2

  1. ライフサイエンス / 発生生物学

  2. ライフサイエンス / 発生生物学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 脳発生の定量的解析

経歴 6

  1. 名古屋大学   大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学   助教

    2013年4月 - 現在

  2. 名古屋大学   大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学   助教

    2014年4月 - 現在

  3. 名古屋大学   大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学   特任助教

    2013年4月 - 2014年3月

  4. 名古屋大学   大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学   特任助教

    2012年4月 - 2013年3月

  5. 名古屋大学   大学院医学系研究科 総合医学専攻 機能形態学   研究員

    2011年9月 - 2012年3月

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学歴 3

  1. 名古屋大学   理学研究科   生命理学専攻

    - 2005年3月

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    国名: 日本国

  2. 名古屋大学   理学研究科   生命理学専攻

    - 2005年3月

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    国名: 日本国

  3. 名古屋大学   理学研究科   生命理学専攻

    - 2005年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 8

  1. 日本解剖学会

  2. 日本発生生物学会

  3. 日本神経科学会

  4. 日本細胞生物学会

  5. 日本解剖学会

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受賞 1

  1. BP/NP/NC 2006 Nagoya outostanding paper award

    2006年9月  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 39

  1. Two-photon microscopic observation of cell-production dynamics in the developing mammalian neocortex in utero 査読有り

    Kawasoe, R; Shinoda, T; Hattori, Y; Nakagawa, M; Pham, TQ; Tanaka, Y; Sagou, K; Saito, K; Katsuki, S; Kotani, T; Sano, A; Fujimori, T; Miyata, T

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION   62 巻 ( 2 ) 頁: 118 - 128   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Development Growth and Differentiation  

    Morphogenesis and organ development should be understood based on a thorough description of cellular dynamics. Recent studies have explored the dynamic behaviors of mammalian neural progenitor cells (NPCs) using slice cultures in which three-dimensional systems conserve in vivo-like environments to a considerable degree. However, live observation of NPCs existing truly in vivo, as has long been performed for zebrafish NPCs, has yet to be established in mammals. Here, we performed intravital two-photon microscopic observation of NPCs in the developing cerebral cortex of H2B-EGFP or Fucci transgenic mice in utero. Fetuses in the uterine sac were immobilized using several devices and were observed through a window made in the uterine wall and the amniotic membrane while monitoring blood circulation. Clear visibility was obtained to the level of 300 μm from the scalp surface of the fetus, which enabled us to quantitatively assess NPC behaviors, such as division and interkinetic nuclear migration, within a neuroepithelial structure called the ventricular zone at embryonic day (E) 13 and E14. In fetuses undergoing healthy monitoring in utero for 60 min, the frequency of mitoses observed at the apical surface was similar to those observed in slice cultures and in freshly fixed in vivo specimens. Although the rate and duration of successful in utero observations are still limited (33% for ≥10 min and 14% for 60 min), further improvements based on this study will facilitate future understanding of how organogenetic cellular behaviors occur or are pathologically influenced by the systemic maternal condition and/or maternal-fetal relationships.

    DOI: 10.1111/dgd.12648

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  2. 神経幹細胞による「他力」活用 査読有り

    篠田 友靖, 川上 巧, 宮田 卓樹

    生化学   90 巻 ( 6 ) 頁: 820 - 824   2018年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人日本生化学会  

    DOI: 10.14952/seikagaku.2018.900820

    CiNii Research

  3. Katanin p80, NuMA and cytoplasmic dynein cooperate to control microtubule dynamics. 査読有り

    Jin M, Pomp O, Shinoda T, Toba S, Torisawa T, Furuta K, Oiwa K, Yasunaga T, Kitagawa D, Matsumura S, Miyata T, Tan TT, Reversade B, Hirotsune S

    Scientific reports   7 巻   頁: 39902   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    Human mutations in KATNB1 (p80) cause severe congenital cortical malformations, which encompass the clinical features of both microcephaly and lissencephaly. Although p80 plays critical roles during brain development, the underlying mechanisms remain predominately unknown. Here, we demonstrate that p80 regulates microtubule (MT) remodeling in combination with NuMA (nuclear mitotic apparatus protein) and cytoplasmic dynein. We show that p80 shuttles between the nucleus and spindle pole in synchrony with the cell cycle. Interestingly, this striking feature is shared with NuMA. Importantly, p80 is essential for aster formation and maintenance in vitro. siRNA-mediated depletion of p80 and/or NuMA induced abnormal mitotic phenotypes in cultured mouse embryonic fibroblasts and aberrant neurogenesis and neuronal migration in the mouse embryonic brain. Importantly, these results were confirmed in p80-mutant harboring patient-derived induced pluripotent stem cells and brain organoids. Taken together, our findings provide valuable insights into the pathogenesis of severe microlissencephaly, in which p80 and NuMA delineate a common pathway for neurogenesis and neuronal migration via MT organization at the centrosome/spindle pole.

    DOI: 10.1038/srep39902

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  4. Synergistic action of nectins and cadherins generates the mosaic cellular pattern of the olfactory epithelium. 査読有り

    Katsunuma S, Honda H, Shinoda T, Ishimoto Y, Miyata T, Kiyonari H, Abe T, Nibu K, Takai Y, Togashi H

    The Journal of cell biology   212 巻 ( 5 ) 頁: 561 - 75   2016年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Cell Biology  

    In the olfactory epithelium (OE), olfactory cells (OCs) and supporting cells (SCs), which express different cadherins, are arranged in a characteristic mosaic pattern in which OCs are enclosed by SCs. However, the mechanism underlying this cellular patterning is unclear. Here, we show that the cellular pattern of the OE is established by cellular rearrangements during development. In the OE, OCs express nectin-2 and N-cadherin, and SCs express nectin-2, nectin-3, E-cadherin, and N-cadherin. Heterophilic trans-interaction between nectin-2 on OCs and nectin-3 on SCs preferentially recruits cadherin via a-catenin to heterotypic junctions, and the differential distributions of cadherins between junctions promote cellular intercalations, resulting in the formation of the mosaic pattern. These observations are confirmed by model cell systems, and various cellular patterns are generated by the combinatorial expression of nectins and cadherins. Collectively, the synergistic action of nectins and cadherins generates mosaic pattern, which cannot be achieved by a single mechanism.

    DOI: 10.1083/jcb.201509020

    Web of Science

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    PubMed

  5. Disrupted-in-schizophrenia 1 regulates transport of ITPR1 mRNA for synaptic plasticity. 査読有り

    Tsuboi D, Kuroda K, Tanaka M, Namba T, Iizuka Y, Taya S, Shinoda T, Hikita T, Muraoka S, Iizuka M, Nimura A, Mizoguchi A, Shiina N, Sokabe M, Okano H, Mikoshiba K, Kaibuchi K

    Nature neuroscience   18 巻 ( 5 ) 頁: 698 - 707   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Neuroscience  

    Disrupted-in-schizophrenia 1 (DISC1) is a susceptibility gene for major psychiatric disorders, including schizophrenia. DISC1 has been implicated in neurodevelopment in relation to scaffolding signal complexes. Here we used proteomic analysis to screen for DISC1 interactors and identified several RNA-binding proteins, such as hematopoietic zinc finger (HZF), that act as components of RNA-transporting granules. HZF participates in the mRNA localization of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor type 1 (ITPR1), which plays a key role in synaptic plasticity. DISC1 colocalizes with HZF and ITPR1 mRNA in hippocampal dendrites and directly associates with neuronal mRNAs, including ITPR1 mRNA. The binding potential of DISC1 for ITPR1 mRNA is facilitated by HZF. Studies of Disc1-knockout mice have revealed that DISC1 regulates the dendritic transport of Itpr1 mRNA by directly interacting with its mRNA. The DISC1-mediated mRNA regulation is involved in synaptic plasticity. We show that DISC1 binds ITPR1 mRNA with HZF, thereby regulating its dendritic transport for synaptic plasticity.

    DOI: 10.1038/nn.3984

    Web of Science

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書籍等出版物 6

  1. 神経幹細胞による「他力」活用: 集団的核移動の効率と細胞産生の安全

    篠田 友靖, 川上 巧, 宮田 卓樹( 担当: 共著 ,  範囲: 生化学 第90巻第6号、1-5.)

    2018年12月 

  2. 神経前駆細胞の空間的安寧を支えるヘテロ物流

    岡本 麻友美, 篠田 友靖, 宮田 卓樹( 担当: 共著 ,  範囲: 細胞工学 33, 645-649.)

    2014年6月 

  3. SNARE複合体形成におけるセプチンの役割

    伊藤 秀記, 篠田 友靖, 永田浩一( 担当: 共著 ,  範囲: 生体の科学 61, 242-246.)

    2010年6月 

  4. DISC1依存的な神経軸索伸長メカニズム

    篠田 友靖( 担当: 分担執筆 ,  範囲: Medical Science Digest Vol.4, No.7, 5-6.)

    2008年6月 

  5. 統合失調症脆弱性因子DISC1によるNUDEL複合体、Grb2の軸索への輸送制御

    田谷 真一郎, 篠田 友靖, 貝淵 弘三( 担当: 共著 ,  範囲: 細胞工学26, 410-411.)

    2007年4月 

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MISC 9

  1. Katanin p80, NuMA and cytoplasmic dynein cooperate to control microtubule dynamics 査読有り

    Mingyue Jin, Oz Pomp, Tomoyasu Shinoda, Shiori Toba, Takayuki Torisawa, Ken'ya Furuta, Kazuhiro Oiwa, Takuo Yasunaga, Daiju Kitagawa, Shigeru Matsumura, Takaki Miyata, Thong Teck Tan, Bruno Reversade, Shinji Hirotsune  

    SCIENTIFIC REPORTS7 巻   頁: 39902   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Human mutations in KATNB1 (p80) cause severe congenital cortical malformations, which encompass the clinical features of both microcephaly and lissencephaly. Although p80 plays critical roles during brain development, the underlying mechanisms remain predominately unknown. Here, we demonstrate that p80 regulates microtubule (MT) remodeling in combination with NuMA (nuclear mitotic apparatus protein) and cytoplasmic dynein. We show that p80 shuttles between the nucleus and spindle pole in synchrony with the cell cycle. Interestingly, this striking feature is shared with NuMA. Importantly, p80 is essential for aster formation and maintenance in vitro. siRNA-mediated depletion of p80 and/or NuMA induced abnormal mitotic phenotypes in cultured mouse embryonic fibroblasts and aberrant neurogenesis and neuronal migration in the mouse embryonic brain. Importantly, these results were confirmed in p80-mutant harboring patient-derived induced pluripotent stem cells and brain organoids. Taken together, our findings provide valuable insights into the pathogenesis of severe microlissencephaly, in which p80 and NuMA delineate a common pathway for neurogenesis and neuronal migration via MT organization at the centrosome/spindle pole.

    DOI: 10.1038/srep39902

    Web of Science

  2. Synergistic action of nectins and cadherins generates the mosaic cellular pattern of the olfactory epithelium 査読有り

    Sayaka Katsunuma, Hisao Honda, Tomoyasu Shinoda, Yukitaka Ishimoto, Takaki Miyata, Hiroshi Kiyonari, Takaya Abe, Ken-ichi Nibu, Yoshimi Takai, Hideru Togashi  

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY212 巻 ( 5 ) 頁: 561 - 575   2016年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)   出版者・発行元:ROCKEFELLER UNIV PRESS  

    In the olfactory epithelium (OE), olfactory cells (OCs) and supporting cells (SCs), which express different cadherins, are arranged in a characteristic mosaic pattern in which OCs are enclosed by SCs. However, the mechanism underlying this cellular patterning is unclear. Here, we show that the cellular pattern of the OE is established by cellular rearrangements during development. In the OE, OCs express nectin-2 and N-cadherin, and SCs express nectin-2, nectin-3, E-cadherin, and N-cadherin. Heterophilic trans-interaction between nectin-2 on OCs and nectin-3 on SCs preferentially recruits cadherin via a-catenin to heterotypic junctions, and the differential distributions of cadherins between junctions promote cellular intercalations, resulting in the formation of the mosaic pattern. These observations are confirmed by model cell systems, and various cellular patterns are generated by the combinatorial expression of nectins and cadherins. Collectively, the synergistic action of nectins and cadherins generates mosaic pattern, which cannot be achieved by a single mechanism.

    DOI: 10.1083/jcb.201509020

    Web of Science

  3. Disrupted-in-schizophrenia 1 regulates transport of ITPR1 mRNA for synaptic plasticity 査読有り

    Daisuke Tsuboi, Keisuke Kuroda, Motoki Tanaka, Takashi Namba, Yukihiko Iizuka, Shinichiro Taya, Tomoyasu Shinoda, Takao Hikita, Shinsuke Muraoka, Michiro Iizuka, Ai Nimura, Akira Mizoguchi, Nobuyuki Shiina, Masahiro Sokabe, Hideyuki Okano, Katsuhiko Mikoshiba, Kozo Kaibuchi  

    NATURE NEUROSCIENCE18 巻 ( 5 ) 頁: 698 - +   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Disrupted-in-schizophrenia 1 (DISC1) is a susceptibility gene for major psychiatric disorders, including schizophrenia. DISC1 has been implicated in neurodevelopment in relation to scaffolding signal complexes. Here we used proteomic analysis to screen for DISC1 interactors and identified several RNA-binding proteins, such as hematopoietic zinc finger (HZF), that act as components of RNA-transporting granules. HZF participates in the mRNA localization of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor type 1 (ITPR1), which plays a key role in synaptic plasticity. DISC1 colocalizes with HZF and ITPR1 mRNA in hippocampal dendrites and directly associates with neuronal mRNAs, including ITPR1 mRNA. The binding potential of DISC1 for ITPR1 mRNA is facilitated by HZF. Studies of Disc1-knockout mice have revealed that DISC1 regulates the dendritic transport of Itpr1 mRNA by directly interacting with its mRNA. The DISC1-mediated mRNA regulation is involved in synaptic plasticity. We show that DISC1 binds ITPR1 mRNA with HZF, thereby regulating its dendritic transport for synaptic plasticity.

    DOI: 10.1038/nn.3984

    Web of Science

  4. Neurogenin2-d4Venus and Gadd45g-d4Venus transgenic mice: visualizing mitotic and migratory behaviors of cells committed to the neuronal lineage in the developing mammalian brain. 査読有り

    Kawaue T, Sagou K, Kiyonari H, Ota K, Okamoto M, Shinoda T, Kawaguchi A, Miyata T  

    Dev Growth Differ.56 巻 ( 4 ) 頁: 293 - 304   2014年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/dgd.12131

    Web of Science

  5. 神経前駆細胞の空間的安寧を支えるヘテロ物流

    岡本麻友美, 篠田友靖, 宮田卓樹  

    細胞工学 ( 33 ) 頁: 645-649   2014年

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    記述言語:日本語   掲載種別:速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. 神経幹細胞集団の動態・形態から問う大脳皮質形成機構

    2015年12月 - 現在

    学内共同研究 

科研費 10

  1. 細胞核の動態に基づく神経系前駆細胞の運命決定機構の解明

    研究課題/研究課題番号:23K06319  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    篠田 友靖

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    哺乳類の脳を作る細胞を生み出す幹細胞は、脳の一番深部で細胞分裂を行い増殖し、その核は細胞周期に応じて、規則的に「深部から浅部、浅部から深部」に動く。神経系前駆細胞の分裂により誕生した娘細胞たちは、神経細胞に分化するものもあれば幹細胞としてとどまるものもある。本研究では、この「娘細胞の確率論的な運命選択」が「娘細胞の核運動動態」と関連しているという仮説を立て、娘細胞の動態・形態観察と、娘細胞の運命選択のリアルタイムな観察を元に、「確率」を生み出す根底たる機序の解明に挑む。
    本研究により得られる知見は、既知の運命選択プロセスとは根源的に異なった、新しい概念をもたらすものとなる。
    哺乳類の脳を作る細胞を生み出す幹細胞、すなわち神経系前駆細胞は、脳の一番深部で細胞分裂を行い増殖し、その核は細胞周期に応じて、規則的に「深部から浅部」もしくは「浅部から深部」に動く。神経系前駆細胞の分裂により誕生した娘細胞たちは、神経細胞に分化するものもあれば幹細胞としてとどまるものもある。数々の先行研究から、この運命選択は決定論的ではなく確率論的なものであることが示唆されている。再現性のある脳発生が行われるためには、この娘細胞たちの運命選択の「確率」が厳密に定まっていることが必然的に求められる。そうでなければ、脳が神経細胞だらけになったり、逆に前駆細胞だらけになったりしてしまうからである。しかしながら、既報の運命選択メカニズムだけでは、なぜ運命選択の確率が一定に担保されるのか説明することはできない。本研究ではこの「確立を一定に担保するメカニズム」の探索を行う。
    実は誕生直後の娘細胞ペアは細胞の形態が大きく異なる。申請者は過去に誕生直後の娘細胞の核運動を詳細に解析し、娘細胞ペア間で核運動の様式が大きく異なることを見いだしている。脳室面から脳表面まで細胞体が繋がっている娘細胞の核は素早く浅部方向に動くが、脳表面に接続していない方の娘細胞核は、浅部方向への初動が生じるタイミングに非常に大きいばらつきがある。
    本年度はまず娘細胞核の「初動のタイミング」を決める要素の探索を行った。顕微鏡化で脳原基を培養し、蛍光タンパクで標識した神経系前駆細胞の細胞分裂と、それにより誕生した娘細胞ペアの一定時間経過後までの核動態を撮影した。脳表面に接続していない方の娘細胞は、核運動の「初動」の前後に脳表面方向へ突起を伸ばすことをすでに見いだしていたが、その突起の伸長の開始と初動のタイミングの相関を計測した。
    当初想定していたよりも、娘細胞核の動態と突起の伸長の関連性を調べるのに時間を費やしている。
    誕生後の「脳表面まで繋がっていない方の娘細胞」は、脳表面方向への核運動の初動が開始するまでに最大で3時間ほどかかるので、脳原基の培養・撮影の時間を長く取る必要がある。ところがその間にもう片方の娘細胞が撮影視野から外れてしまったり、そもそも娘細胞核を追跡するために蛍光タンパクの導入効率をあげることが難しく、対象数を多くすることが困難である。多点撮影システムを使い対象数を増やすことができれば、より効率よくデータが取れるはずである。
    娘細胞核の動態と運命選択の関連性を調べるために、細胞運命を知ることができる免疫染色と「細胞の運命状態を知ることができるトランスジェニックマウス」を脳原基内の細胞イメージングと組み合わせた解析を行う。
    また、運命を決定する分子機構として関与が示唆されている「Delta-Notch」が、前述の動態との関連がある可能性を調べる。

  2. 細胞膜動態に着目した神経系前駆細胞核運動の機構解明

    研究課題/研究課題番号:20K07223  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    篠田 友靖

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    本研究「細胞膜動態に着目した神経系前駆細胞核運動の機構解明」は、脳発生に不可欠である神経系前駆細胞の核運動に焦点を当てて、核にどのような外力が加わり、その結果として核が細胞内を「動く」のかを本質的に明らかにする。これを達成するために、①核に実際に加わっている力の検出、および②核運動にともなう細胞膜の「流れ」の理解という、これまでない着眼点からこの問いに挑む。本研究により得られる成果は、細胞という閉鎖空間内をいかにして核という巨大オルガネラが動きうるのかという課題に、システム的理解・新概念をもたらすものとなる。
    大脳原基を構成する主な細胞であり、かつ将来の成熟脳の興奮性神経細胞やアストロサイトを生み出す神経系前駆細胞は、脳膜から脳室面まで達する極めて細長い構造を有し、細胞体のほとんどを核が占めている。核は細胞周期に応じて細長い細胞の中を動くことがすでに判っており、細胞骨格とそのモータータンパクが核を「運ぶ」、もしくは周囲の細胞の細胞体(核)に「押されて動く」とされている。ところが研究代表者の先行研究で核に直接外力を加えた結果、予想外に核が動きにくいことが明らかになった。この結果から、研究代表者は核周囲の細胞膜自体が核の進行方向に流動しているのではないかと考え、細胞膜・核の物性の観点、および細胞膜の「流れ」という観点で、核を動かす「力」そのものに着目し前駆細胞の核運動の本質を問うことにした。
    本年度は核を取り囲む細胞膜の流動が実際に存在するのかどうかを検証した。
    <1>改変Cortical imprint法(Shinoda et al., 2018)で神経系前駆細胞をplastic dish上に移し取り、核の進行方向に極細ガラスキャピラリーを当てがい、そのたわみ量を計測することで「核が(周囲の細胞膜を押しのけて)進もうとする力」を計測した。ガラスキャピラリーの物性測定、すなわち「どれだけの力が加わればどれだけ変形するか」は完了した。また、マイクロインジェクション用のマイクロマニピュレーターを使って、顕微鏡観察下でキャピラリー先端の「筒部分」を神経系前駆細胞に押し当てて保持する装置・手技は完成した。一方、改変Cortical imprint法下での核運動が、in vivoのそれに比較してかなり少ないという問題を見つけたので、現在培養法の改良を実施し運動量が増加するかどうかを検証している。
    改変Cortical imprint法下での核運動が、in vivoのそれに比較してかなり少ないという問題があり、現在培養法の改良を実施し対応を試みている。その他はおおむね順調に進捗している。
    現在行っている核の進行に伴う力の計測とともに、核周囲の細胞膜流動の有無と核の運動方向の関係性を検証する予定である。
    具体的には、先行研究でも使用したフェムト秒パルスレーザー照射装置を用いて、蛍光標識した細胞膜の一部をスポット状に退色させて、その領域の蛍光強度の戻りを計測する。この実験は組織培養下の脳壁内に細胞を保持したままでも実施・計測できるので、はっきりとした計測結果が得られる可能性は高いと考えている。

  3. 力学的観点から問う大脳発生

    研究課題/研究課題番号:17K08489  2017年4月 - 2020年3月

    科学研究費補助金 

    篠田 友靖

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    脳の細胞を産み出す神経系前駆細胞が細胞体を動かすための、全く新しいメカニズムを発見しました。脳室面隣接域で母細胞が細胞分裂するとき、周囲の細胞を押しのけ、変形させます。そして、押しのけられた細胞たちが元の形に戻ろうとする力を娘細胞が受け取り、自身を脳の外側に動かします。この「押したら変形し、元に戻ろうとする」という性質を利用する、とても合理的な仕組みが存在することが明らかになりました。この性質を利用した力の受け渡しが、神経系前駆細胞の動く方向に規則性を作り出し、途切れることのない細胞の産生と秩序を持った細胞の積み上がりをつくり出します。このおかげで正しい形に脳がつくられることがわかりました。
    「再生医療」の核となるオルガノイドの形成過程では、細胞集団が自立的に秩序立った積み重なりを産み出すことが知られていました。この「自己組織化」の原理は、実はよく判っていなかったのです。本研究で明らかになった「力の受け渡しによる細胞産生・供給方向の秩序化」は、大脳発生のみに留まらず、多細胞の積み重なりに秩序を与えて組織を形成する過程の一般的な原理のひとつであると思われます。
    またヒトの脳は本研究でモデルとしたマウスよりも、はるかにたくさんの細胞が積み重なっています。もしかしたら、ヒトの脳ではより効率的で洗練された「力の受け渡し」メカニズムが存在しているのかもしれません。

  4. 脳室帯のシステム科学的研究

    研究課題/研究課題番号:16H02457  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    宮田 卓樹, 川口 綾乃, 篠田 友靖

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    担当区分:研究分担者 

    胎生期の脳原基の壁において,神経前駆細胞およびその娘細胞などが,どう相互関係性を動的に成立させて脳形成を進めているのかについて俯瞰的・システム的な理解を得るため,定量的全細胞イメージング,遺伝子操作,シミュレーションなどを組み合わせた統合的研究を行なった.細胞密集による組織弾性が受動的細胞移動に役立てられる,過度の移動を防ぐフェンスのような機構がある,細長い形の細胞の群・束が他の細胞群により変形させられ組織全体の構築に役立てられている,など三次元の現場での「他力(たりき)」の活用による効率化が随所に認められた.また胎生期ミクログリアが神経系細胞群の分化に影響を及ぼすことも明らかになった.
    マウスを用いて行われた本研究で得られた成果は,同じ哺乳類であるヒトの脳形成過程の原理の理解や,先天性疾患の病態の解明のために役立つことが期待される.また,iPS細胞などから作成し三次元的な「器官」の形成過程の再現を目指す「オルガノイド」技術の向上・進歩のために,本研究で得られた基礎的な細胞挙動や組織の力学的特性などに関する情報が応用できる可能性もある.さらに脳発生の現場において細胞の大群集が混雑の中でもそれを生理的範囲にとどめて危険を避けつつ「他力」による受動運動に活用するなど,効率的なシステムを営んでいることがわかったので,ヒトの社会科学へのバイオミメティックな応用も期待できる.

  5. 神経上皮偽重層化構造の維持機構

    研究課題/研究課題番号:15K18953  2015年4月 - 2017年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    篠田 友靖

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    中枢神経組織の発生時に認められる神経上皮は、細長い神経系前駆細胞が束なりつつ細胞体が細胞周期に応じて動くという極めて動的な上皮組織である。本研究では何故このような動的構造が成立しうるのかを調べた。これまでにない高時間・空間分解能の全細胞動態観察によって大脳原基の脳室面に存在する応力を推定し、数理シミュレーションおよび実験的に検証した結果、ある細胞周期の前駆細胞の動きがその周囲の前駆細胞の変形・復元する力を巧みに利用していることが明らかとなった。この結果は、神経上皮という構造自体がその経時的維持に重要な役割をはたしていることを示している。

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担当経験のある科目 (本学) 8

  1. 発生学

    2020

  2. 肉眼解剖学

    2020

  3. 肉眼解剖学

    2019

  4. 肉眼解剖学

    2018

  5. 肉眼解剖学

    2017

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担当経験のある科目 (本学以外) 2

  1. 肉眼解剖学実習

    名古屋大学医学部)

  2. 生体と薬物(実習)

    名古屋大学医学部)