マウス早期胚における未分化神経幹細胞から神経幹細胞への分化機構の解析

小鼠早期胚胎未分化神经干细胞向神经干细胞分化机制分析

• 批准号: 16015311
• 负责人: 等 誠司
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16015311/
• 关键词: 神経幹細胞; 未分化神経幹細胞; Leukemia inhibitory factor; Epiblast; Neurosphere; ES細胞; Notchシグナル; 神経幹細胞; 未分化神経幹細胞; Leukemia inhibitory factor; Epiblast; Neurosphere; ES細胞; Notchシグナル

神経幹細胞は全ての神経細胞・グリア細胞の起源であり、哺乳類脳の発生・構築に重要であるにもかかわらず、神経組織発生初期における神経幹細胞自体の生成の分子機構は、不明な点が多い。我々は、マウス胚性幹細胞(ES細胞)からleukemia inhibitory factor(LIF)依存性未分化神経幹細胞をin vitroで誘導できることを、既に報告した。本研究では、LIF依存性未分化神経幹細胞が生体内にも存在するかどうかを検討した。その結果、マウス胎生5.5-7.5日胚を分散して得た細胞を、LIF添加無血清培地で培養することにより、Nestin陽性の浮遊細胞塊(epiblast sphere)を得た。Epiblast sphereは自己複製能と神経系の多分化能を示し、神経幹細胞の基本性質を有するとともに、一部の未分化な非神経マーカー遺伝子を発現し、ES細胞由来の未分化神経幹細胞と同等の細胞と考えられた。さらに、epiblast sphereを継代培養することにより、in vitroで神経幹細胞に分化することが判明した。この過程でNotchシグナルの標的遺伝子であるHes5の発現が上昇することから、Notchシグナルの活性化が神経幹細胞の生成に必須である可能性が示唆された。実際、Notch1ノックアウトマウスの胎生7.5日胚には未分化神経幹細胞が存在するにもかかわらず、神経幹細胞の誘導は障害されていた。これらの結果は、神経幹細胞生成のメカニズムの解明に寄与するのみならず、ES細胞からin vitroで神経幹細胞を効率的に誘導するシステムの開発に貢献できると考えられた。

尽管神经干细胞是所有神经元和神经胶质细胞的起源，对于哺乳动物大脑的发展和建造很重要，但在神经组织发育的早期阶段，神经干细胞本身的分子机制有许多未知方面。我们已经报道说，白血病抑制因子（LIF）依赖性未分化的神经干细胞可以从小鼠胚胎干细胞（ES细胞）中诱导。在这项研究中，我们调查了生长体内是否也存在LIF依赖性未分化的神经干细胞。结果，通过分散胚胎小鼠胚胎胚胎胚胎胚胎胚胎胚胎细胞获得的细胞在具有LIF的无血清培养基中培养，以获得Nestin阳性的层状层状球。 epiblast SpherES具有神经系统的自我更新能力和多能性，并具有神经干细胞的基本特性，并表达了一些未分化的非神经标记基因，使其与未分化的神经干细胞相同。此外，在体外发现了层状球的亚文化分化为神经干细胞。该过程增加了HES5的表达，即Notch信号的靶基因，这表明Notch信号的激活对于神经干细胞的产生可能是必不可少的。实际上，尽管在Notch1基因敲除小鼠的胚胎胚胎中存在未分化的神经干细胞，但神经干细胞的诱导仍受到损害。这些结果不仅有助于阐明神经干细胞产生的机制，而且有助于有效地在体外诱导ES细胞的神经干细胞的系统的发展。