脳の発生過程における神経幹細胞の増殖と分化を制御する分子メカニズムの解明

阐明大脑发育过程中控制神经干细胞增殖和分化的分子机制

基本信息

批准号：
16015205
负责人：
大隅典子
金额：
$ 3.84万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1)神経上皮細胞の挙動のイメージング解析神経上皮細胞は細胞周期に伴い非常にダイナミックな動態を示す。すなわち、基底膜側と脳室側を結ぶ細長い細胞質を細胞核がエレベーターのように往復し、先端側すなわち神経管の内側に到達したときに分裂期に入り、そこで2つの娘細胞に分裂する。神経上皮細胞の核はこのエレベーター運動を繰り返しながら、幹細胞としての性質を保持すると同時に、より分化した神経前駆細胞や神経細胞を生じる。そこで細胞分裂と分化の様相をタイムラプス観察するためのシステムを、蛍光顕微鏡および2光子顕微鏡を用いて確立した。このシステムを用いて菱脳および脊髄神経上皮細胞の挙動を観察した結果、神経上皮細胞から微細な突起が出たり引っ込んだりしているという様相が初めて認められた。また、終脳神経上皮細胞を観察した結果、Pax6変異ラットではエレベーター運動の異常と中心体の挙動の異常が見られた。2)神経幹細胞の増殖と分化を統合する分子機構の網羅的解析野生型脳とPax6遺伝子変異動物脳で発現する遺伝子のプロファイルをマイクロアレイ法を用いて比較し、定量RT-PCRおよびin situハイブリダイゼーション法により発現様式を確認することにより、Pax6の下流遺伝子として脂肪酸結合タンパク質をコードするFabp7を見いだした。電気穿孔法による遺伝子導入を行い、RNA干渉法(siRNA法)によるFABP7の機能阻害を行ったところ、神経上皮の形態が異常になり、細胞増殖の減少とニューロン分化の亢進が認められた。したがって、Pax6はFABP7を介し、神経上皮細胞の性質の維持に深く関わることが示された。

1）神经上皮细胞行为的成像分析神经上皮细胞在细胞周期中表现出极其动态的动态。换句话说，细胞核像电梯一样通过连接基底膜侧和心室侧的细长细胞质来回移动，当到达尖端侧，即神经管内部时，它进入有丝分裂阶段，分裂成两个子细胞。当神经上皮细胞的细胞核重复这种升降运动时，它保留了干细胞的特性，同时产生更多分化的神经祖细胞和神经元。因此，我们建立了使用荧光显微镜和双光子显微镜延时观察细胞分裂和分化的系统。使用该系统观察菱形脑神经上皮细胞和脊髓神经上皮细胞的行为，结果首次观察到微观突起从神经上皮细胞突出和缩回。此外，对端脑神经上皮细胞的观察揭示了 Pax6 突变大鼠的异常电梯运动和异常中心体行为。 2) 综合分析神经干细胞增殖分化的分子机制采用微阵列方法、定量RT-PCR和原位杂交技术比较野生型脑和Pax6突变动物脑中表达的基因谱并确认表达通过使用一种方法进行模式分析，我们发现了编码脂肪酸结合蛋白的 Fabp7，它是 Pax6 的下游基因。当我们通过电穿孔导入该基因并通过RNA干扰（siRNA）抑制FABP7的功能时，我们发现神经上皮的形态变得异常，细胞增殖减少，神经元分化增加。因此，Pax6被证明深入参与通过FABP7维持神经上皮细胞的特性。