神経系前駆細胞におけるWntシグナルの機能の解析

神经系统祖细胞中Wnt信号的功能分析

基本信息

批准号：
03J11933
负责人：
平林祐介
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11933/
关键词：
Wnt 大脳発生神経系前駆細胞 neurogenesis beta-catenin neocortex neural precursor cell

项目摘要

前年度までの研究で、「大脳発生中期」(マウス胎生11〜15日目頃)に由来する神経系前駆細胞においてWnt-β-catenin経路がNeurogenin 1(Ngn1)の発現誘導を介しニューロンへの分化を誘導的に促進することを報告した。しかし、「大脳発生後期」(出生前後頃)の神経系前駆細胞において活性型β-cateninを発現し、Wntシグナルを活性化させてもニューロン分化が誘導されない事が明らかになった。そこで本年度はこのメカニズムについて検討を行った。その結果、活性型β-cateninを発現しても後期神経系前駆細胞においてはNgn1の発現が見られなかった。一方でNgn1を発現した場合には発生中期・後期いずれの神経系前駆細胞もニューロンに分化した。そこで次に発生後期になるとβ-cateninによるNgn1の発現が誘導されなくなるメカニズムについて調べた。Ngn1プロモーター領域の制御について調べたところ、この領域を含むクロマチンのHistoneH3のアセチル化レベルが発生後期になるにつれて低下していた。またHistone deacetylase (HDAC)阻害剤であるValproic acidを神経系前駆細胞に処理したところ、Ngn1発現量の増加が見られ、またこの発現量の増加は中期に比べ後期の神経系前駆細胞の方が顕著に見られた。このことはNgn1のプロモーター領域が発生後期になるとHDAC依存的なメカニズムにより早期よりも転写されにくい状態になっており、その結果Ngn1が発現誘導されにくくなっていることを示唆している。以上の結果は、神経系前駆細胞が発生過程において多分化能を失っていく細胞内因性の分子メカニズムの一つとして、Ngn1プロモーターのepigeneticalな制御が存在することを示唆している。

截至前一年的研究表明，Wnt-β-连环蛋白途径可诱导源自“大脑发育中期”（小鼠胚胎发育第 11 至 15 天左右）的神经系统祖细胞中神经生成素 1 (Ngn1) 的表达），并诱导神经元发育，据报道它可以诱导促进分化。然而，研究表明，活性β-连环蛋白在“大脑发育后期”（出生前后）的神经系统祖细胞中表达，即使Wnt信号被激活，也不会诱导神经元分化。因此，今年我们对这个机制进行了研究。结果，即使表达活性β-连环蛋白，在晚期神经系统祖细胞中也没有观察到Ngn1表达。另一方面，当Ngn1表达时，发育中期和晚期的神经前体细胞都分化为神经元。因此，我们接下来研究了在发育后期β-catenin不再诱导Ngn1表达的机制。当我们研究 Ngn1 启动子区域的调控时，我们发现包含该区域的染色质中组蛋白 H3 的乙酰化水平在发育后期下降。此外，当用组蛋白脱乙酰酶（HDAC）抑制剂丙戊酸处理神经祖细胞时，观察到Ngn1表达增加，并且这种表达增加在晚期神经祖细胞中比中期更显着。这表明，由于HDAC依赖性机制，Ngn1的启动子区域在发育后期处于比早期更不可能转录的状态，因此，Ngn1表达不太可能被诱导。这些结果表明，Ngn1 启动子的表观遗传调控是神经祖细胞在发育过程中失去多能性的细胞内在分子机制之一。