神経発生における非対称分裂、細胞周期制御、中間径繊維骨格の関係

神经发生中不对称分裂、细胞周期控制和中间纤维骨架之间的关系

基本信息

批准号：
14017005
负责人：
若松義雄
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Tohoku University
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14017005/
关键词：
神経幹細胞細胞分裂非対称細胞骨格細胞分化神経上皮

项目摘要

脊椎動物の神経系の発生過程において、神経幹細胞が非対称分裂によって多様なニューロンなどの分化した細胞を生み出す。この非対称分裂の過程で、NOTCHシグナル伝達経路の活性化を抑制するNUMBタンパク質が不等分配される。また、中間径フィラメント分子のTransitinが、分裂中に非対称に局在し、そしてその細胞内局在がNUMBと良く一致する。本年度は、まずTransitinの機能について詳細に解析をおこなった。その結果、(1)TransitinはNUMBと直接結合すること、(2)Transitinは膜と結合してNUMBが非対称に局在するための橋渡しをしていること、(3)TransitinはNUMBを介してニューロンの分化を制御していること等が、明かとなった。これらの知見は、これまで神経分化や細胞周期との関係についてあまり注目されてこなかった中間径フィラメントの重要性を示したという点で、当該分野に対して極めてインパクトの高いものであると思われる。とりわけ、非対称分裂の分野は主にショウジョウバエで詳しく研究がおこなわれており、脊椎動物でも基本的な部分で共通のメカニズムが使われていると考えられているが、ハエには中間径フィラメントがないとされており、今回の結果は両者の違いについて重要な示唆を与える。さらに、Transitin-GFP融合タンパク質を発生途中の大脳に導入し、スライス培養下でこの融合タンパク質の細胞分裂時の動態を観察することに成功した。これにより、いったん基底膜側に局在したTransitin-GFPが、細胞分裂期後期になって側方に移動して不等分配されるケースが数多く観察された。すなわち従来細胞分裂の方向からは対称分裂に分類されてきたような分裂方向でもTransitinが不等分配される、すなわち非対称分裂になることがわかった。またこの観察結果は、まるでカエル卵の受精時におこるcortical rotationにも似た、細胞膜直下のタンパク質複合体の動的な移動が神経幹細胞でおこることを示しており、重要な発見であると思われた。

在脊椎动物神经系统的发育过程中，神经干细胞通过不对称分裂产生神经元等多种分化细胞。在这种不对称分裂过程中，抑制 NOTCH 信号通路激活的 NUMB 蛋白分布不均。此外，中间丝分子Transitin在分裂过程中定位不对称，其亚细胞定位与NUMB的定位非常匹配。今年，我们首先对Transitin的功能进行了详细的分析。结果，(1) Transitin 直接与 NUMB 结合，(2) Transitin 与膜结合并充当 NUMB 不对称定位的桥梁，以及 (3) Transitin 通过 NUMB 与 NUMB 结合，现在已经清楚它控制。神经元的分化。这些发现被认为对该领域具有极高的影响，因为它们证明了中间丝的重要性，而中间丝在神经分化和细胞周期方面尚未受到太多关注。特别是，主要在果蝇中对不对称分裂领域进行了详细研究，并且认为脊椎动物也使用基本机制，但果蝇没有中间丝。目前的结果为两者之间的差异提供了重要提示。。此外，他们成功地将 Transitin-GFP 融合蛋白引入发育中的大脑，并在切片培养的细胞分裂过程中观察该融合蛋白的动态。结果，在许多情况下，曾经定位于基底膜侧的Transitin-GFP在细胞分裂后期横向移动并变得不均匀分布。换句话说，即使在传统上被分类为对称的细胞分裂方向上，转运蛋白的分布也不均匀，即，发生不对称的细胞分裂。这一观察结果还表明，神经干细胞在细胞膜正下方经历蛋白质复合物的动态运动，类似于青蛙卵受精过程中发生的皮质旋转，被认为是一项重要发现。