哺乳動物の神経分化を制御する分子機構

控制哺乳动物神经分化的分子机制

基本信息

批准号：
10171218
负责人：
影山龍一郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10171218/
关键词：
神経分化ニューロン Notch HeS bHLH 標的遺伝子破壊ノックアウトマウス側方抑制

项目摘要

哺乳動物の神経発生過程では、比較的均一な神経前駆細胞から極めて多様性に富んだニューロンが分化する。この多様性に富んだ神経細胞が分化していく過程では、細胞間相互作用による側方抑制が重要であることが示されている。すなわち、分化が始まった細胞は周囲の細胞が同じ種類の細胞に分化するのを抑制する現象である。この側方抑制には膜蛋白Notchの関与が知られているが、Notchが活性化されてから分化抑制に至る細胞内分子機構についてはよくわかっていない。最近、このNotch経路でbHLH型転写因子Hesが重要な役割を担うことが示唆されている。そこで、神経細胞の多様性を生み出す分子機構を明らかにする目的で、Notch経路におけるHesの役割について解析を行った。まず、活性型Notchによって内在性のHes1とHes5の発現が増加したので、両遺伝子がNotchの機能に必要かどうかを調べるために、HeslあるいはHes5が欠損したマウス、およびHes1とHes5が同時に欠損したマウスを作製した。これらのマウスから調製した細胞に対して、活性型Notchを発現するレトロウィルスを感染させて分化制御を調べた。その結果、Hes1あるいはHes5が欠損した場合には野生型のときと同様、Notchによる分化抑制がみられたのに対して、HeslとHes5が同時に欠損したときにはNotchによる分化抑制が解除された。すなわち、(1)Hes1がHes5のどちらががあればNotchは機能できること、そして(2)両遺伝子はNotchの下流で必須のエフェクターとして機能することが明らかとなった。HesはbHLH型神経分化転写因子Mash1の機能を阻害して分化を抑制することが知られている。これらの結果から、噛乳動物の神経分化は「Notch→Hes1/Hes5'┫Mash1→ニューロンへの分化」(→促進;┫抑制)という経路で制御されることが示された。

在哺乳动物的神经发育过程中，高度多样的神经元与相对统一的神经祖细胞区分开。已经表明，通过细胞 - 细胞相互作用的横向抑制在区分这些不同神经元的过程中很重要。换句话说，已经开始分化的细胞从周围细胞分化为相同类型细胞的细胞被抑制。尽管已知膜蛋白缺口的参与是在这种侧向抑制中，但细胞内分子机制会导致激活凹口后抑制分化的细胞内机制尚不清楚。最近，有人提出，BHLH转录因子在此Notch途径中起着重要作用。因此，我们分析了HES在Notch途径中的作用，目的是阐明产生神经元多样性的分子机制。首先，由于活跃的缺口增加了内源性HES1和HES5的表达，以确定是否需要两个基因才能用于Notch功能，因此产生了Hesl或Hes5缺乏的小鼠，而Hes1和Hes5中缺乏缺乏的小鼠。用这些小鼠制备的细胞用表达活跃缺口的逆转录病毒感染以研究分化对照。结果，当HES1或HES5缺乏缺陷时，Notch抑制了分化，而野生型的情况也被抑制了，而当Hesl和Hes5同时缺乏时，Notch抑制了分化。换句话说，据透露，（1）如果Hes1在Hes5中，则Notch可以起作用，并且（2）两个基因在Notch下游的基本效应子中起作用。已知HES可以抑制BHLH型神经元分化转录因子Mash1的功能并抑制分化。这些结果表明，哺乳动物中的神经分化受“ Notch→Hes1/Hes5'┫mash1→神经元分化”的途径控制（>促进;┫抑制）。