神経幹細胞における神経回路形成に関与する遺伝子群の発現と機能の解析

神经干细胞中神经回路形成相关基因的表达和功能分析

基本信息

批准号：
09260220
负责人：
中福雅人
金额：
$ 1.28万
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 on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09260220/
关键词：
神経発生幹細胞領域特異性ニューロンヘッジホッグ

项目摘要

ヒトを含む哺乳動物の脳は、それぞれ異なる領域特異性をもった多様な細胞群によって構成されている。脳神経系の領域特異化のひとつである背腹軸に沿ったパターン形成においては、Sonic hedgehog(Shh)と呼ばれる分泌性シグナル因子が重要な役割を果たす。本研究では、我々が樹立したShh応答性の神経前駆細胞株MNS-70をモデル系としてShhの細胞内シグナル伝達の分子機構を解析した。まず、Shhの下流でZinc-finger型転写因子であるGliファミリー遺伝子群が機能することを明らかにした。Gli1あるいはGli2発現プラスミドを細胞に導入するとShhシグナルの標的であるHNF-3βおよびNkx-2.1が誘導され、逆にGli1あるいはGli2に対してdominant-negativeに作用するC末端を欠失したGli1断片を発現させると、Shhによる遺伝子発現誘導は完全に抑制された。また、Gli3を高発現した場合はShhの標的遺伝子の誘導は観察されず、むしろGli1,Gli2の活性を抑制した。従って、Gli1,Gli2はShhシグナルの伝達に必要かつ充分な転写因子であり、Gli3はこれらに対して抑制的に作用する因子であると結論された。また未処理のMNS-70細胞ではGl2,Gli3が構成的に発現しているのに対して、Gli1はShhが細胞に作用することによって強く誘導されることが明らかになった。従ってShhの初期シグナルはGli2によって伝達され、これに依存して誘導されるGli1はその後の細胞内シグナルの増幅過程に関与しているものと考えられた。本研究によって、Shhのシグナル伝達においてGli転写因子が主要な機能を果たしていることが明らかになった。

包括人类在内的哺乳动物的大脑由各种细胞组成，每个细胞都具有不同的区域特异性。在沿着背腹轴模式时，一种称为Sonic Hedgehog（SHH）的分泌信号传导因子在沿背腹轴构图中起着重要作用，后腹轴是颅神经系统的区域特异性。在这项研究中，我们使用SHH反应性神经祖细胞系MNS-70分析了SHH中细胞内信号传导的分子机制，这是我们确定的。首先，我们揭示了SHH下游的GLI家族基因组（锌指转录因子）的功能。将Gli1或Gli2表达质粒引入细胞中，诱导的HNF-3β和NKX-2.1，SHH信号的靶标，相反，具有C-terminus的Gli1片段的表达，其对Gli1或Gli2的显性作用显性为显性，完全抑制了SHH的基因表达诱导。此外，当高度表达GLI3时，未观察到靶基因的SHH靶基因，而Gli1和Gli2的活性被抑制了。因此，得出结论，Gli1和Gli2是传输SHH信号的必要和足够的转录因子，而GLI3是它们的抑制剂。此外，揭示了GL2和GLI3在未处理的MNS-70细胞中组成型表达，而GLI1则由SHH对细胞的作用强烈诱导。因此，SHH的初始信号通过GLI2传输，并且以这种方式诱导的GLI1被认为参与了细胞内信号的随后扩增。这项研究表明，GLI转录因子在SHH信号传导中起主要功能。