腸管神経と腎臓の発生過程の動的観察とGDNFシグナルの役割の解明

肠神经和肾脏发育过程的动态观察及GDNF信号作用的阐明

• 批准号: 18790154
• 负责人: 上坂 敏弘
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790154/
• 关键词: GDNF; 腸神経; ヒルシュスプルング病; RET; 細胞死; Hischsprung病; 神経栄養因子

神経堤細胞が腸管全体に移行し、神経分化をすでに開始しているマウス胚15.5日目にGDNF受容体を条件的ノックアウトしたところ、結腸遠位部以降において36時間以内に神経網が消失することを見いだした。つまり、生体内でGDNFシグナルが腸神経細胞の生存に必須であることを初めて示したことになる。ヒルシュスプルング病における腸管壁内神経節細胞の先天的欠損は神経堤細胞の移行異常によるものと従来考えられてきたが、我々の研究により、GDNF/RETシグナルの減少による神経細胞死の可能性が新たに出てきた。そこで、Ret遺伝子変異によるヒルシュスプルング病モデルマウスを作製し、細胞死の有無を検証した。我々は、マウスにおいてRETチロシンキナーゼの発現を通常の約30%に下げることで、従来のRetノックアウトマウスと異なり、腎臓やモーターニューロンの発生異常は認められず、結腸遠位部以降の腸神経の欠損が認められ、またこの異常の発症率がオスに高い傾向がみられるというヒルシュスプルング病の多くの特徴を示すことを見いだした。このモデルマウスにおいてRetの発現の減少が後腸遠位部の神経細胞の細胞死を引き起こすことをtime-lapse観察、電子顕微鏡観察により確認した。このモデルマウスは、Ret遺伝子変異によるヒルシュスプルング病の発症メカニズムの解明につながる有用なツールであり、発症に神経堤細胞の移行異常だけでなく神経細胞死が関与していることを強く示唆した初めての研究である。

当我们在小鼠胚胎的第15.5天有条件地敲除GDNF受体时，当神经嵴细胞迁移到整个肠道并已经开始神经分化时，我发现神经网络在36小时内从远端结肠开始消失。换句话说，这是首次证明 GDNF 信号传导对于体内肠神经元的生存至关重要。先天性巨结肠症中肠壁内神经节细胞的先天性缺陷以前被认为是由于神经嵴细胞的异常迁移造成的，但我们的研究表明新出现的神经元细胞死亡可能是由于GDNF/RET信号的减少所致。因此，我们创建了具有Ret基因突变的先天性巨结肠症模型小鼠，并检查了是否存在细胞死亡。通过将小鼠 RET 酪氨酸激酶的表达降低至正常水平的 30% 左右，我们能够证明，与传统的 Ret 敲除小鼠不同，我们没有观察到肾脏或运动神经元发育异常，并且发育他们发现，这种动物表现出先天性巨结肠症的许多特征，包括雄性中这种异常的缺乏和较高的发病率。在该模型小鼠中，我们通过延时观察和电子显微镜证实，Ret 表达减少导致远端后肠神经元细胞死亡。该模型小鼠是阐明由Ret基因突变引起的先天性巨结肠的发病机制的有用工具，并且强烈表明该发病机制不仅涉及神经嵴细胞的异常迁移，还涉及神经元细胞死亡。这是首次研究。