小脳アストロサイト多様性の起源を解明 ― 世界最先端Xenium解析で前駆細胞の時間制御分子機構を明らかに ―

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2026-07-01 国立精神・神経医療研究センター

国立精神・神経医療研究センター(NCNP)の研究グループは、小脳アストロサイトの多様性が形成される分子機構を解明した。小脳のアストロサイト前駆細胞であるバーグマングリア様前駆細胞(BGLP)は、出生直後にはバーグマングリアや内顆粒層アストロサイトに加え、白質アストロサイトや一部の抑制性神経細胞も生み出す広い分化能を持つが、生後6日頃には産生できる細胞種が限定されることを明らかにした。さらに、約5,000遺伝子を対象とした世界最先端のXenium空間トランスクリプトーム解析により、出生直後のBGLPではFoxm1、生後6日ではNfiaが特徴的に発現することを発見し、遺伝子操作実験でこれらが前駆細胞の分化ポテンシャルを時期依存的に制御する中核因子であることを実証した。本成果は、小脳発達における前駆細胞の時間制御機構を分子レベルで明らかにしたものであり、脳発達異常や神経疾患の発症機構の理解、さらには再生医療や新規治療法開発への応用が期待される。

小脳アストロサイト多様性の起源を解明 ― 世界最先端Xenium解析で前駆細胞の時間制御分子機構を明らかに ―

図1: 今回の発見の概略図

<関連情報>

生後マウス小脳におけるベルクマン神経膠様前駆細胞の分子特性と分化制御機構 Molecular Characteristics and Differentiation Control Mechanisms of Bergmann Glia-Like Progenitors in the Postnatal Mouse Cerebellum

Kyoka Suyama, Toma Adachi, Minami Mizuno, Kaiyuan Ji, Eriko Isogai, Ikuko Hasegawa, Kayo Nishitani, Masaki Sone, Satoshi Miyashita, Tomoo Owa, Mikio Hoshino
Glia  Published: 26 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/glia.70160

ABSTRACT

In the mammalian cerebellum, three types of astroglial cells—Bergmann glial cells (BGs), inner granule cell layer (IGL) astrocytes, and white matter (WM) astrocytes—arise in postnatal timing from two types of progenitors: Bergmann glia-like progenitors (BGLPs) and astrocyte-like progenitors (AsLPs). In contrast to AsLPs, which are commonly observed in other brain regions, BGLPs have not been well studied. Here, we investigate differentiation abilities, gene expression profiles and differentiation control mechanisms of BGLPs at postnatal stages. BGLPs and AsLPs decrease in number as development progresses from postnatal day 0 (P0), and are almost absent by P10. By utilizing an electroporation-based method to BGLPs, we found that P6 BGLPs differentiate into BGs and IGL astrocytes, but not into WM astrocytes, consistent with a previous report. However, P0 BGLPs were observed to differentiate into not only BGs and IGL astrocytes, but also WM astrocytes and a small number of molecular layer inhibitory neurons. By conducting spatial transcriptomic analysis with over 5000 probes (Xenium), we successfully identified distinct clusters corresponding to BGLPs at P0 and P6, respectively, and genes preferentially expressed in P0 and P6 BGLPs. In addition, upstream regulatory analysis using Enrichr identified Foxm1 and Nfia as candidate regulators that affect stage-specific properties of BGLPs. in vivo knockdown and overexpression experiments further demonstrated that precise regulation of Foxm1 and Nfia expression is important for proper progeny production from postnatal BGLPs. This study gives insights into understanding molecular nature and differentiation ability control of BGLPs during postnatal cerebellar development.

細胞遺伝子工学
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