器官構築部門

脳 発 生 分 野 Brain Morphogenesis

単純な一層のシートからいかにして脳の各領域はできるのか
ニューロン産出の仕組みを見て脳の 形づくり の謎に迫る

教授

嶋村健児

しまむらけんじ

simamura@kumamoto-u.ac.jp
Proﬁle1965年生まれ、兵庫県出身。
京都大学理学部卒業。同大学院理学研究科修士課程、博士後期課程修了。理学博士。
1994年、米国カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UCSF)医学部精神科研究員。
1997年から東京大学大学院医学系研究科神経生物学講座講師。
2002-2008年、熊本大学発生医学研究センター教授。
2009年、熊本大学発生医学研究所教授。

References●Hatakeyama, J. and Shimamura, K. The pace of neurogenesis isregulated by the transient retention of the apical endfeet ofdifferentiating cells. Cereb. Cortex 29, 3725-3737, 2019
●Hatakeyama, J., Sato, H., and Shimamura, K. Developing guinea
pig brain as a model for cortical folding. Dev. Growth Differ. 59,
286-301, 2017.
●Hatakeyama, J., Wakamatsu, Y., Nagafuchi, A., Kageyama, R.,
Shigemoto,R., and Shimamura, K. Cadherin-based adhesions in theapical endfoot are required for active Notch signaling to control
neurogenesis in vertebrates. Development 141, 1671-1682, 2014.
●Sato, H., Fukutani, Y., Yamamoto, Y., Tanaka, E., Takemoto,M.,Shimamura , K . and Yamamoto, N. Thalamus-derived molecules
promote survival and dendritic growth of developing corticalneurons. J. Neurosci. 32,15388-15402, 2012.
●Kobayashi, D., Kobayashi, M., Matsumoto, K., Ogura, T., Nakafuku, M.
and Shimamura, K. Early subdivision in the neural plate define distinct
competence for inductive signals. Development 129, 83-93, 2002.

非常に精 緻で複 雑な形を持つ脳は、どうやって各 領 域の 形や 構 造をつくっているのか 。
進化の謎にも迫る
その 神 秘 的でダイナミックなメカニズムを嶋 村健 児 教 授は解き明か そうとしています 。

発生初期に将来の脳の地図が描かれる細胞がどうやってニューロン産生をコントロールしてい化の過程で獲得した大脳新皮質形成の仕組みや、哺るのか、ということです。
「神経幹細胞は、幹細胞として乳類の大脳の大きさの違いに着目して研究を行って脳科学者と言えば、記憶や行動にかかわる脳の機増殖しながら、一部はニューロンに分化して移動し脳のいます。
「大脳新皮質をつくる基本的な仕組みは同じ能を解析する研究を思い浮かべますが、「私たちの興各構造をつくります。
ニューロンを産みだす頻度は発生なのに、なぜ高等哺乳類は大きな脳をつくるのか。
そ味の対象は、その機能の前提となる脳の形と構造の段階によって違い、例えば大脳皮質では最初は遅く、それにかかわる因子の手掛かりを得ていて、それが脳成り立ちを明らかにすることです。
脳の機能のほとんの後早くなってまた遅くなります。
どれくらいの頻度での拡大に寄与しているかどうかを調べています」。

どは神経細胞（ニューロン）によって担われています。

ニューロンを産みだすのか、そこには、親細胞である神そしてもう一つ、種による脳の違いに、脳のシワがありもともとは、均等な神経幹細胞の一層のシートである経幹細胞と分化しつつあるニューロンとのコミュニケーます。
「マウスの脳にはシワがないのに、高等哺乳類には神 経 上 皮から、場所によって働きや 役 割が 違い、ションがかかわっています」と嶋村教授。
これまでに、たくさんあります。
シワについてはいろいろな先行研究

ニューロンの 詰め方 が違う脳の各領域がどのようニューロンが神経幹細胞と接触を保つことでニューロがありますが、私たちはあえて主流でないところに着目しにできるのか。
神経幹細胞が増殖し、分化する基本のン産生をコントロールしていることを明らかにし、嶋村ています」と嶋村教授。
現在の主流は、高等哺乳類に多くしくみは同じなのに、なぜ場所によって違う外形や内教授らは論文を発表しました。
この発見をさらに展開

存在する新規の神経幹細胞の働きで、大脳新皮質の表部構造となるのか、その問いに答えるための研究をし、ニューロン産出が多いときは神経幹細胞とニューロ面積が飛躍的に広がったためにシワが生じるという考続けています」と、嶋村健児教授は語ります。

ンの接触時間が短く、少ないときは接触時間が長い。
さえですが、嶋村教授らはユニークな視点からシワの謎を神経幹細胞のシートである神経上皮は、胚発生らに、接触時間を変化させると、ニューロン産生のペー追究。
大脳新皮質内を走行する神経線維が関係してい初期に現れる神経板を構成しており、そこには将スが変化したことから、親細胞とニューロンの接触が、るのではないかと考えて研究を行っています。

来の脳の 地図 が描かれています。その地図に基一定時間にどれだけのニューロンを産み出しているか基礎研究の基本はやはり「興味」
だと嶋村教授。
「いろづいて細胞の振る舞いが決まり、大脳や小脳などをコントロールしていることを突きとめました。
「発生のいろなことを知った上で、その中から一番興味があるもの脳の領域が形成されます。嶋村教授らはこれま時期によって違うニューロン産生のペース調節のしくみのを選ばなくてもいいんです。
学術上意義のあることなで脳原基である神経板に地図が描かれる仕組みはわかったので、次は、脳の場所によって異なるニューら、どうも気になる、気になってしょうがない、でいい。
自や、脳の各領域によって違うニューロンの個性や特ロン産生のスピードが、同様のしくみによってコントロー分が気になっていることを知りたい、わかりたい、そん徴を生みだす仕組みを明らかにしてきました。

ルされているのではないか、さらにそれが脳の内部構な気持ちを追い求めてほしいんです。
ただし、税金を造の違いを創り出す要因となっているのではないかと使って研究をしているということは決して忘れてはいけ考え、解析を進めています」
。

ませんが」
。
嶋村教授が脳発生の研究を数十年続けて神経幹細胞とニューロンの接触が分化調節の鍵もとは同じものから、形も構造も違う脳の各領域をつくることができるのはなぜなのか。
それを解き明かす一つの切り口として、嶋村教授らが着目したのは、神経幹23ユニークな視点で脳のシワの謎にも迫る
嶋村教授ら研究チームはさらに、哺乳類だけが進きた根底には、「発生学の魅力とも言える 圧倒的な変化 があります。
エンブリオ
（胚）
は、一日もたてばすごい変化をする。
そんな生物の 形づくり に興味がある人はぜひ、発生学の道に進んでほしいと思います」。

ニューロンによる神経分化調節のしくみ
視覚野
体性感覚野
聴覚野

運動野

ニューロン産生が抑えられる動物種によって脳の大きさも形も異なる

最近は、脳の領域や動物種による「違い」が形成される仕組み及び、霊長類の脳の発生機構の解明にも挑戦しています。
どうしてヒトの脳は大きいのか？シワができるのか？ヒトが高度な知能を獲得した謎にも迫れるかもしれません。
ニワトリ、マウス、モルモット、サルと幅広い動物種が対象です。
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