DNA修復遺伝子ノックアウトマウスによる大脳皮質細胞の発生・分化制御機構の解析

DNA修复基因敲除小鼠分析大脑皮层细胞发育分化调控机制

基本信息

批准号：
16700286
负责人：
菅生紀之
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

多様な個性を持った神経細胞の発生・分化過程を明らかにすることは、脳の細胞構築・機能を解明するために重要な課題である。研究代表者らはこれまでにDNA修復遺伝子Polβノックアウトマウスにおいて分化直後の神経細胞が異常なアポトーシスを起こすこと、神経投射異常が生じることなどを明らかにした。これはゲノム構造の維持を担うDNA修復が神経細胞の発生、分化に深く関与することを示唆する。大脳皮質神経細胞の発生と活動依存的変化の2つの分化過程に注目し、転写因子とクロマチン構造変換因子、DNA修復酵素を蛍光タンパク質(GFP)により可視化し核内での時空間的動態を解析することで遺伝子発現をゲノム構造制御としてとらえその機構を解明することを目指した。1・発生過程の動態解析昨年度の研究でDNA修復酵素GFP-XRCC1発現ベクターを導入した細胞は、DNA損傷と考えられる部位にXRCC1が点状に集積するのを観察した。このベクターを発生過程の胎児マウス大脳皮質に遺伝子導入し、個体での動態を解析した。脳室帯の神経前駆細胞から皮質板への移動中の細胞の核ではXRCC1の点状の集積が観察された。一方、移動を終えた皮質板の細胞では点状の集積が減少し核内での一様な分布が観察された。これはノックアウトマウスでのアポトーシスの分布とも一致しており、大脳皮質形成時の修復過程の可視化に成功したと考えられる。したがって、大脳皮質構築においてDNA修復酵素の機能によりゲノム構造が維持されることが分化の重要な要因になることが示唆される。2・神経活動依存的変化における動態解析クロマチン構造の制御を行うヒストン脱アセチル化酵素HDAC9と活動依存的な活性を示す転写因子CREBの補助因子を上記の方法で可視化することに成功した。高カリウム溶液により活動変化を誘導することで、これらの核への局在性が変化することが明らかになった。

清除具有不同个性的神经元的发展和分化过程是阐明大脑细胞构建和功能的重要问题。研究人员先前曾透露，在POLβ敲除小鼠中，分化后的神经元，异常凋亡发生，而神经注射异常发生在DNA修复基因中。这表明负责维持基因组结构的DNA修复与神经元发育和分化深深相关。我们专注于两个分化过程：脑皮质神经元的发育和活性依赖性变化，旨在可视化转录因子，染色质结构转化因子以及使用荧光蛋白（GFP）（GFP）和分析的DNA修复酶，并分析在核中观看基因的表达，以控制基因和质量的机制。 1。去年的一项研究中对发育过程的动态分析，我们观察到在被认为是DNA损伤的位点观察到了与DNA修复酶GFP-XRCC1表达载体一起引入的细胞中的XRCC1积累。在发育过程中，将该载体转染到胎儿小鼠的大脑皮层中，并分析了个体的动力学。在从心室区域的神经祖细胞到皮质板的细胞的核中观察到了XRCC1的点样积累。另一方面，在完成迁移的皮质板上的细胞中降低了点状积累，并且观察到了细胞核内均匀分布。这与敲除小鼠中凋亡的分布是一致的，并且被认为在大脑皮层形成过程中成功地可视化修复过程。因此，建议由于DNA修复酶在脑皮质结构中维持基因组结构是分化的重要因素。 2。对神经活性依赖性变化的动态分析我们成功地可视化了组蛋白脱乙酰基酶HDAC9的辅因子，该乙酰基酶HDAC9调节染色质结构和转录因子CREB，使用上述方法，该转录因子CREB表现出活性依赖性活性。已经表明，高钾溶液诱导活性变化改变了它们对核的定位。