試験管内再生系による中枢ミエリン形成のメカニズムの解析

利用体外再生系统分析中央髓磷脂形成机制

基本信息

批准号：
07J13115
负责人：
宮本幸
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Research Institute for Child Health and Development
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の初年度に、ニューロンから分泌される液性因子がオリゴデンドロサイト上の受容体を活性化し、細胞内キナーゼによる細胞骨格蛋白のリン酸化を介して、オリゴデンドロサイトの分化を促進する、という新規カスケードを報告した。また、昨年度は、オリゴデンドロサイトの遊走過程に焦点を置き、神経細胞から分泌される増殖因子がオリゴデンドロサイト前駆細胞に作用し、細胞内のキナーゼ(先に述べたオリゴデンドロサイトの分化過程を制御するキナーゼと共通)による細胞骨格系蛋白のリン酸化(分化過程を制御する骨格蛋白とは異なるもの)を経て、遊走促進に導かれていることを明らかにしてきた。本年度は、これらの知見・技術を応用して、本研究の最終目標である、オリゴデンドロサイトと神経細胞の共培養系の構築に精力を注いだ。様々な工夫を加えた結果、世界初と思われるラット胎児由来のオリゴデンドロサイトと神経細胞を用いた共培養系の確立に至った。従来の共培養(中枢神経系では成功した例がほとんどないが)では、分化初期にある生後ラットのオリゴデンドロサイトを用いているため、効率よいミエリン形成を実現することができなかった。そこで、我々はより高い増殖・分化能を有する胎児期由来のオリゴデンドロサイトを使用することにより、これを改善することに成功し、in vitroにおいて高効率でミエリン鞘が形成さされることを確認している。この系を用いることで、ミエリン形成過程におけるオリゴデンドロサイトと神経細胞の相互作用を時空間特異的に抽出し、機能的にもより詳細に解析できるものと期待される。さらに、この共培養系を応用し、中枢神経の脱随疾患、なかでもPelizaeus-Merzbacher(PMD)病を模倣するin vitroモデルを確立した。この系を用いて、PMD病のミエリン形成阻害を改善する化合物のスクリーニングを行った結果、ある化合物がミエリン形成不全を劇的に改善することを発見した。また、その詳細なシグナルメカニズムも合わせて明らかにした。これらの事象に関しては、すでに特許取得済みであり、現在、英文雑誌に投稿中である。以上のように、本研究の進展が、ミエリン発生過程を制御するメカニズムの解明に一端を投じるのみならず、脱ミエリン病の治療標的ターゲットの同定まで、基礎から臨床まで幅広い分野において、有用な知見を提供するものと考える。`

在这项研究的第一年，我们证明了神经元分泌的体液因子激活少突胶质细胞上的受体，并通过细胞内激酶磷酸化细胞骨架蛋白来促进少突胶质细胞分化。去年，我们重点研究了少突胶质细胞的迁移过程，了解到神经细胞分泌的生长因子作用于少突胶质细胞前体细胞，以及细胞内激酶（前面提到的少突胶质细胞分化过程），我们发现通过细胞骨架的磷酸化来促进迁移。蛋白质（不同于控制分化过程的骨骼蛋白）由控制它们的激酶控制。今年，我们应用这些发现和技术，专注于构建少突胶质细胞和神经元的共培养系统，这是本研究的最终目标。经过多方努力，他们成功建立了世界上第一个使用源自大鼠胎儿的少突胶质细胞和神经细胞的共培养系统。传统的共培养（尽管在中枢神经系统中很少有成功的案例）由于使用的是出生后处于分化早期的大鼠少突胶质细胞，因此无法实现有效的髓磷脂形成。因此，我们通过使用具有更高增殖和分化潜力的胚胎来源的少突胶质细胞成功地改善了这一点，并证实了髓鞘在体外高效形成。通过使用该系统，预计可以以时空特定方式提取髓鞘形成过程中少突胶质细胞和神经元之间的相互作用，并进行更详细的功能分析。此外，通过应用这种共培养系统，我们建立了模拟中枢神经系统变性疾病，特别是 Pelizaeus-Merzbacher (PMD) 病的体外模型。使用该系统，我们筛选了能够改善 PMD 疾病中髓磷脂形成抑制的化合物，结果，我们发现某种化合物可以显着改善髓磷脂形成缺陷。我们还揭示了详细的信号机制。这些现象已经获得专利，目前正在提交给一家英文期刊。如上所述，这项研究的进展不仅有助于阐明控制髓磷脂发育过程的机制，而且还将为从基础到临床的广泛领域提供有用的知识，包括治疗靶点的识别对于脱髓鞘疾病，它被认为具有以下作用。 `