ポリコーム群タンパク質による神経幹細胞の分化制御

多梳蛋白对神经干细胞分化的调节

• 批准号: 15J12517
• 负责人: 遠藤 垂穂
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J12517/
• 关键词: 神経発生; ポリコーム; ポリコーム群タンパク質

マウス大脳新皮質の神経幹細胞は、発生早期にはニューロンとグリア細胞を産む分化能を有するが、発生後期にはニューロンを産む能力を失ってグリア細胞しか産まなくなることが知られている。そのため脳を正確に構築するには神経幹細胞の分化運命を制御し、ニューロンやグリア細胞の数をコントロールする機構が必要である。これまでに、この神経幹細胞の分化運命転換に遺伝子発現抑制因子であるポリコーム群タンパク質が関与していることが報告されているが、詳細なメカニズムについては明らかとなっていない。本研究ではこれまでに、発生早期と発生後期では神経幹細胞におけるニューロン分化関連遺伝子の抑制状態に質的な違いがある可能性を見出し、発生早期型抑制の特徴を得た。さらに、発生後期型の抑制を形成するメカニズムとしてPolycomb body（ポリコーム群タンパク質の核内凝集体）に着目し、発生後期にはニューロン分化関連遺伝子がPolydomb body形成因子Phc2に依存した抑制を受けている可能性を示唆するデータを得た。今年度は、ポリコーム群タンパク質とターゲット遺伝子の核内での空間配置制御に着目して解析を行った。ターゲット遺伝子の核内での動態を調べるために、クロマチン免疫沈降により得たDNAをプローブとして用いるFISH法の確立を目指し、ポリコーム群タンパク質結合遺伝子群のFISH染色像を得た。今後は染色像を解析し、発生時期の進行に伴う抑制様式の違いにさらに迫っていく。本研究によって明らかになった結果は、これまで明らかとなっていなかったポリコーム群タンパク質の機能の一端を明らかにするだけではなく、神経幹細胞の分化運命制御および哺乳類の脳形成メカニズムに迫るという意味で非常に意義深いものであると考えている。

小鼠大脑新皮层的神经干细胞具有在早期发育时在神经元和神经胶质细胞中区分神经元和神经胶质细胞的能力，但众所周知，在以后发育时会失去产生神经元的能力，导致只会产生神经胶质细胞。因此，准确构建大脑需要一种控制神经干细胞的分化命运并控制神经元和神经胶质细胞的数量的机制。据报道，一种基因表达抑制因子多康布蛋白参与了神经干细胞分化的变化，但详细的机制尚不清楚。在这项研究中，我们发现在早期和晚期发育阶段之间，神经元分化相关基因的抑制状态可能存在定性差异，并获得了早期发育抑制的特征。此外，我们专注于多肉体（Polycomb群蛋白的核聚集体），作为在晚期发育类型中形成抑制作用的一种机制，并且数据表明，在以后发育阶段期间，神经元分化相关基因可能会受到抑制作用的抑制。今年，我们进行了分析，重点是核中多肉体组蛋白和靶基因的空间排列控制。为了研究细胞核中靶基因的动力学，我们旨在使用通过染色质免疫沉淀作为探针获得的DNA建立一种鱼类方法，并获得了Polycomb基团蛋白质结合基因的鱼类染色图像。将来，我们将分析染色的图像，并进一步探讨随着发生时间的进展，抑制模式的差异。我们认为，这项研究所揭示的结果非常有意义，因为它们不仅揭示了Polycomb群蛋白的一部分，直到现在才揭示出来，而且还探索了神经干细胞的命运以及哺乳动物脑形成的机制。