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; 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。

当神经rest细胞在整个肠道中迁移，并在小鼠胚胎的第15.5天有条件地击倒GDNF受体时，神经rest细胞已经开始区分神经，我们发现神经网络在远端结肠后36小时内消失。这意味着这是GDNF信号首次对于体内肠神经元的生存至关重要。尽管传统上认为，赫希斯普伦氏病肠道神经节细胞的先天性缺陷是由于神经rest细胞的异常迁移，但我们的研究已经出现了由于GDNF/RET信号降低而导致神经元细胞死亡的可能性。因此，产生了由RET基因突变引起的Hirschsprung氏病小鼠模型，并验证了细胞死亡的存在或不存在。我们发现，通过将RET酪氨酸激酶的表达降低到小鼠中约30％的正常情况下，与常规的RET敲除小鼠不同，观察到肾脏或运动神经元的异常，并且观察到远端结肠后肠神经的缺陷，并且男性趋于较高的这种异常率。通过延时观察和电子显微镜证实，降低了RET的表达导致远端北侧区域神经元的细胞死亡。该模型小鼠是一种有用的工具，它将有助于阐明由于RET基因突变引起的Hirschsprung发育机制，并且是第一个强烈表明神经元细胞死亡与神经Crest细胞的发作以及神经裂细胞异常过渡有关的研究。