研究室紹介LABORATORY

細胞生物学

KEYWORDS

  • 脳発生
  • 形態形成
  • 細胞・組織動態
  • イメージング
  • 神経幹細胞
  • ニューロン
  • ミクログリア
  • メカノケミカルカップリング
  • 神経系免疫系間相互作用

HEAD

宮田 卓樹

教授

研究者総覧

LAB MEMBER

構成員名 役職 研究者総覧
服部 祐季 准教授 研究者総覧
篠田 友靖 助教 研究者総覧
川上 巧 特任助教 研究者総覧
島村 司 特任助教 研究者総覧

CONTACT

Email med◎t.mail.nagoya-u.ac.jp（送信の際は◎を@に変更してください）
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OUTLINE

　私たちは，脳がどのように作られるか，脳形成のメカニズムを研究しています．
　脳形成の原理は，世界規模で探求されていますが，それには，（１）さまざまな脳の機能をよく知ろうとする上で欠かせない脳の構造の熟知には「脳の生い立ち」をよく理解することが大きな助けになる，（２）出生後から成人期にかけて発症する脳疾患の起源が胎生期にあると思われる場合の病態メカニズムを明らかにできる，（３）幹細胞やオルガノイドを用いた応用的取り組みに対して生体模倣の根拠を提供できる，などの医学的な意義があります．

　一方，脳が形成されるという過程は，生物学的な知を学際的に求める取り組みの対象としても大変魅力的です．多様な動きをする細胞の集合によって組織という秩序構造が生成される脳の原基は，分野を越えた視点・アプローチによって日々，新しい一面を見せてくれます

　このような意義を念頭に，私たちは，中枢神経系の発生のメカニズムに関する基礎的な研究を行なっています．

RESEARCH PROJECTS

相互に関連し合いながらも目的，主対象とする細胞，脳の部域などが異なるいくつかのプロジェクトを進めています．

1. 脳原基の壁がどう厚さを増すのか力学的に問う

脳原基は「脳室」と呼ばれる内腔を囲む筒・管状構造をもとに作られます．大脳や中脳などの予定域の壁が厚くなることで，それぞれの形成・成長が進みますが，隣り合う２つの領域の一方が脳室に対して凹，もう一方が凸として厚くなるなど，厚さの増し方にバリエーションがありそうです．篠田・宮田チームは，脳原基の形が時々刻々においてどう成立しているか，厚さがどのように増していくのか，どのように壁内面に凹凸という異なる形状が生じるのかなど，力学的に問うています．（篠田，宮田，大学院生）

2. 胎生期における脳内マクロファージの定着機構と機能的意義を問う

成体の脳において貪食・掃除や神経回路の調整などの機能が知られるミクログリアを含む脳内マクロファージ（免疫細胞）は，胎生期に複数のタイミング・ルートで脳原基に入ることが分かっており，服部チームはそのしくみと意義を問うています．その理解は，母体炎症が胎児脳発生に及ぼす影響を理解するうえでも重要な手がかりになると考えられます．脳内免疫細胞とそれ以外の細胞（神経系細胞，血管，脳膜など）との関係を統合的に解析しています．（服部，島村，学振PD，大学院生）

3. 核膜成分が神経細胞の分化と移動に与える影響を探る

細胞の核は，核膜の内側に存在する核ラミナと呼ばれる構造によって裏打ちされており，核の形や強度を保つために特有の骨格分子が存在しています．胎生期の大脳では，神経細胞が移動し，分化して成熟していく過程で，これら核膜の骨格分子の構成が大きく変化することが明らかになりつつあります．核膜成分の変化は，核の硬さや核に結合するクロマチンの性質に影響を及ぼすことが知られています．川上チームでは，こうした核膜成分の転換期に着目し，核の硬さの変化が神経細胞の移動に与える物理的な影響と，クロマチン結合領域の変化に伴う遺伝子発現のダイナミックな変動を明らかにすることを目指しています．（川上，大学院生）

BIBLIOGRAPHY

2025
  1. Embryonic cerebrospinal fluid pressure in fetal mice in utero: External factors pressurize the intraventricular space. Tsujikawa K*, Miyata T*. Dev. Dyn. (2025) 06 June https://doi.org/10.1002/dvdy.70047
2024
  1. Quantitative in toto live imaging analysis of apical nuclear migration in the mouse telencephalic neuroepithelium. Shimamura T*, Miyata T*. Dev. Growth Differ., 66, 462–474 (2024).
  2. A novel preparation for histological analyses of intraventricular macrophages in the embryonic brain. Murayama F, Asai H, Patra AK, Wake H, Miyata T, Hattori1 Y*. Dev. Growth. Differ., 66, 329–337 (2024).
2023
  1. Mechanical and physical interactions involving neocortical progenitor cells. T Miyata*. Neocortical Neurogenesis in Development and Evolution, 119-136 (2023)
  2. CD206+ macrophages transventricularly infiltrate the early embryonic cerebral wall to differentiate into microglia. Hattori Y*, Kato D, Murayama F, Koike S, Asai H, Yamasaki A, Naito Y, Kawaguchi A, Konishi H, Prinz M, Masuda T, Wake H, Miyata T. Cell Rep 42, 112092 (2023)
  3. Age-associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex. Frey T, Murakami T, Maki K, Kawaue T, Tani N, Sugai A, Nakazawa N, Ishiguro KI, Adachi T, Kengaku M, Ohki K, Gotoh Y, Kishi Y*. Aging Cell. 22:e13925 (2023).
  4. Inhomogeneous mechanotransduction defines the spatial pattern of apoptosis-induced compensatory proliferation. Kawaue T, Yow I, Pan Y, Le AP, Lou Y, Loberas M, Shagirov M, Teng X, Prost J, Hiraiwa T, Ladoux B, Toyama Y*. Dev. Cell. 58:267-277.e5 (2023).
2022
  1. Embryonic Pericytes Promote Microglial Homeostasis and Their Effects on Neural Progenitors in the Developing Cerebral Cortex. Hattori Y*, Itoh H, Tsugawa Y, Nishida Y, Kurata K, Uemura A, Miyata T. J. Neurosci., 42, 362–373 (2022).
  2. Interfacial friction and substrate deformation mediate long-range signal propagation in tissues. Lou Y*, Kawaue T, Yow I, Toyama Y, Prost J, Hiraiwa T*. Biomech Model Mechanobiol. 21, 1511-1530 (2022).
  3. Developmentally interdependent stretcher‐compressor relationship between the embryonic brain and the surrounding scalp in the preosteogenic head. Tsujikawa K, Saito K, Nagasaka A, Miyata T*. Dev.Dyn. 251, 1107-1122 (2022)
2021
  1. Comparison of the mechanical properties between the convex and concave inner/apical surfaces of the developing cerebrum. Nagasaka A*, Miyata T. Front. Cell Dev. Biol. 9, 702068 (2021)
2020
  1. Two-photon microscopic observation of cell-production dynamics in the developing mammalian neocortex in utero. 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* .Dev Growth Differ. 62, 118-128 (2020)
  2. Transient microglial absence assists postmigratory cortical neurons in proper differentiation. Hattori Y*, Naito Y, Tsugawa Y, Nonaka S, Wake H, Nagasawa T, Kawaguchi A, Miyata T*. Nat. Commun., 11, 1631 (2020).
2019
  1. Dorsal-to-Ventral Cortical Expansion Is Physically Primed by Ventral Streaming of Early Embryonic Preplate Neurons. Saito K, Okamoto M, Watanabe Y, Noguchi N, Nagasaka A, Nishina A, Shinoda T, Sakakibara A, Miyata T*. Cell Rep. 29, P1555-1567 (2019)
  2. Lzts1 controls both neuronal delamination and outer radial glial-like cell generation during mammalian cerebral development. Kawaue T, Shitamukai A, Nagasaka A, Tsunekawa Y, Shinoda T, Saito K, Terada R, Bilgic M, Miyata T, Matsuzaki F*, Kawaguchi A*. Nat. commun. 10, 2780 (2019)
2018
  1. Embryonic neocortical microglia express toll-like receptor 9 and respond to plasmid dna injected into the ventricle: technical considerations regarding microglial distribution in electroporated brain walls. Hattori Y*, Miyata T. eNeuro 5 (6) doi.org/10.1523/ENEURO.0312-18.2018.(2018)
  2. Microglia extensively survey the developing cortex via the CXCL12/CXCR4 system to help neural progenitors to acquire differentiated properties. Hattori Y*, Miyata T*. Genes Cells 23 (10), 915-922 (2018)
  3. Differentiating cells mechanically limit the interkinetic nuclear migration of progenitor cells to secure apical cytogenesis. Watanabe Y, Kawaue T*, Miyata T*. Development 145 (14), dev16288314 (2018)
  4. Elasticity-based boosting of neuroepithelial nucleokinesis via indirect energy transfer from mother to daughter. Shinoda T*, Nagasaka A, Inoue Y, Higuchi R, Minami Y, Kato K, Suzuki M, Kondo T, Kawaue T, Saito K, Ueno N, Fukazawa Y, Nagayama M, Miura T, Adachi T, Miyata T*. PLoS Biol. 16 (4), e2004426 (2018)
2013
  1. TAG-1–assisted progenitor elongation streamlines nuclear migration to optimize subapical crowding. Okamoto M, Namba T, Shinoda T, Kondo T, Watanabe T, Inoue Y, Takeuchi K, Enomoto Y, Ota K, Oda K, Wada Y, Sagou K, Saito K, Sakakibara A, Kawaguchi A, Nakajima K, Adachi T, Fujimori T, Ueda M, Hayashi S, Kaibuchi K, Miyata T. Nat. Neurosci. 16, 1556-1566, 2013

細胞生物学／超微形態学 オープンキャンパス

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