発生過程における嗅上皮細胞でのNotch Signalの発現に関する研究

嗅觉上皮细胞发育过程中Notch信号表达的研究

• 批准号: 14657436
• 负责人: 西崎 和則
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657436/
• 关键词: 嗅神経細胞; 発生; Notch Signal; In situ hybridization; 内耳感覚細胞; Notch; in situ hybridization; 嗅上皮; 嗅覚; 呼吸上皮; マウス; 胎生・生后

嗅上皮の基底細胞層には幹細胞が含まれ生涯にわたる神経細胞再生を担っている。一方、哺乳類内耳感覚細胞は現在のところ障害された細胞は再生不能とされている。近年、内耳感覚細胞の発生にNotch Signalの関与が注目され、Notch1、Math1、Jagged2、Hes5などの各遺伝子の発現が明らかにされた。Jagged2の発現を阻害した動物モデルでは感覚細胞が過剰に発生し、内耳感覚細胞再生への手がかりとして注目されている。我々は、嗅神経細胞の発生においてこれら4つの遺伝子の発現をIn situ hybridization等の手法を用い観察した。実験には胎生11日目から生後14日目までのBALB/c系マウスを用いた。その結果、Notch1の発現は胎生11日目から生後14日目まで球状基底細胞層に散在性に、Math1とJagged2の発現は胎生18日目から生後14日目まで嗅神経細胞層に観察された。Hes5は胎生11日目から生後3日目までは球状基底細胞層に散在性に、生後5日目以後嗅神経細胞層に発現が見られた。これらの結果からNotch1は生涯続く再生のための幹細胞のストックに、Math1は前駆細胞の嗅神経細胞への分化に、Jagged2はMath1の発現にあわせて周囲の細胞の分化抑制に、Hes5は発生初期にはNotch1と同じ働き、後期にはMath1の過剰発現を抑制し神経細胞の数を調整する働きがあるのではないかと考察した。支持細胞にはこれまで遺伝子の発現の報告は無く、発生のメカニズム解明は今後の課題である。我々は硫酸亜鉛による嗅粘膜障害動物モデルによる研究も進め、嗅上皮再生過程においてもMath1とJagged2の発現を確認した。今後これらの遺伝子と嗅神経細胞、支持細胞の発生の関係を明らかにしそのしくみを解き明し、嗅覚障害の治療・内耳再生へのヒントをつかみたいと考えている。

嗅上皮的基底细胞层含有负责终生神经细胞再生的干细胞。另一方面，受损的哺乳动物内耳感觉细胞目前被认为无法再生。近年来，Notch Signal在内耳感觉细胞发育中的参与引起了人们的关注，Notch1、Math1、Jagged2、Hes5等基因的表达已被揭示。在Jagged2表达受到抑制的动物模型中，感觉细胞过度生成，这作为内耳感觉细胞再生的线索而受到关注。我们使用原位杂交等技术观察了这四个基因在嗅觉神经元发育过程中的表达。实验中使用胚胎第11天至出生后第14天的BALB/c小鼠。结果，从胚胎第11天到出生后第14天，在球形基底细胞层中观察到了Notch1的广泛表达，从胚胎第18天到出生后第14天，在嗅觉神经元层中观察到Math1和Jagged2的表达。从胚胎第11天到出生后第3天，Hes5在球形基底细胞层中广泛表达，并在出生后第5天后在嗅觉神经元层中观察到。这些结果表明Notch1参与终生再生的干细胞储备，Math1参与祖细胞向嗅神经细胞的分化，Jagged2根据Math1的表达参与抑制周围细胞的分化，并且Hes5参与了发育的早期阶段，我们推测其可能与Notch1具有相同的功能，并且可能具有抑制Math1过度表达并在后期调节神经元数量的功能。迄今为止，还没有支持细胞中基因表达的报道，阐明发育机制仍然是未来的挑战。我们还利用硫酸锌引起的嗅粘膜损伤的动物模型进行了研究，并证实了Math1和Jagged2在嗅上皮再生过程中的表达。未来，我们希望阐明这些基因与嗅觉神经细胞和支持细胞发育的关系，阐明其机制，为嗅觉障碍的治疗和内耳再生获得线索。

项目成果

折田頼尚, 吉延潤子, 前田幸英, 西崎和則: "嗅上皮細胞発生過程におけるNotch1、Math1、Jagged2、Hes5の出現"日本鼻科学会誌. 42巻3号. (225)73 (2003)

Yorinao Orita、Junko Yoshinobu、Yukihide Maeda、Kazunori Nishizaki：“Notch1、Math1、Jagged2 和 Hes5 在嗅觉上皮细胞发育过程中的出现”日本鼻科学会杂志第 42 卷，第 3 期。 73 (2003)