神経幹細胞の発生時期特異的な運命決定機構の解明

阐明神经干细胞发育阶段特异性命运决定机制

基本信息

批准号：
15H02357
负责人：
後藤由季子
金额：
$ 9.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H02357/
关键词：
幹細胞生物学・再生・修復クロマチン制御

项目摘要

（１）大脳新皮質神経幹細胞が発生時期依存的に運命転換するメカニズムを明らかにする。PcGが発生時期依存的に特定のターゲット遺伝子を抑制することで神経幹細胞の運命転換が起こるが、このPcGの時期依存性と遺伝子座特異性を生じる機構を調べる。特にHMGAがPcGの機能と拮抗し、HMGAの量が時間を計るタイマーとなっているという仮説を検証する。(i)HMGA1, A2の条件的ノックアウトマウスの確立を進めている。またHMGA1, HMGA2のそれぞれを過剰発現した際のPcG構成因子およびH3K27me3のChIP-seqを行った。(ii)PcGターゲット遺伝子座におけるHMGA結合DNA配列が、PcGドメイン拡大のタイミング制御に必要であるかを検討する。HMGAタンパク質はAT rich配列に結合することが知られており、実際発生早期においてHMGA2タンパク質の結合がAT rich配列に見られる事をいくつかのPcGターゲット遺伝子座において確認している。そこでこれらのAT rich配列をCRISPR/Cas9系により切断除去するコンストラクトを作製し、神経幹細胞に導入する実験を行った。（２）胎生期に脳を作る大多数の神経幹細胞（発生時期依存的に運命転換し、ニューロン分化能を失う）と成体神経幹細胞の胎生期における起源細胞（運命転換せず、ニューロン分化能を一生維持する）の比較によって、運命転換の違いを生じる分子基盤を明らかにする。起源細胞の形成には細胞周期抑制因子p57が関与するという結果を得ているので、p57の過剰発現ならびにノックアウトした神経幹細胞の発現プロファイルを検討した。これらの実験に着手したので、今後は基盤Sにて継続して研究を行う予定である。

(1)阐明新皮质神经干细胞以发育周期依赖性方式改变命运的机制。 PcG以发育周期依赖性方式抑制特定靶基因，导致神经干细胞的命运转换。我们将研究导致PcG这种周期依赖性和位点特异性的机制。特别是，我们将测试以下假设：HMGA 与 PcG 的功能竞争，以及 HMGA 的数量充当计时器来测量时间。 (i) 我们正在着手建立 HMGA1 和 A2 的条件敲除小鼠。当 HMGA1 和 HMGA2 过表达时，我们还对 PcG 组成因子和 H3K27me3 进行了 ChIP-seq。 (ii) 检查 PcG 靶基因座处的 HMGA 结合 DNA 序列是否需要控制 PcG 结构域扩展的时间。已知 HMGA 蛋白与富含 AT 的序列结合，并且已证实 HMGA2 蛋白在发育早期的几个 PcG 靶位点与富含 AT 的序列结合。因此，我们创建了一个构建体，其中使用 CRISPR/Cas9 系统切割并去除这些富含 AT 的序列，并进行了一项将其引入神经干细胞的实验。（2）胚胎期形成大脑的大部分神经干细胞（依赖发育时期改变命运，失去分化为神经元的能力）和胚胎期成体神经干细胞的起源细胞（不改变它们的命运，失去分化为神经元的能力）我们将通过比较来阐明导致命运变化差异的分子基础由于我们已经获得细胞周期抑制剂p57参与起源细胞形成的结果，我们研究了p57过表达和敲除神经干细胞的表达谱。现在我们已经开始了这些实验，我们计划在 Fundamental S 继续我们的研究。