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。

据了解，小鼠新皮质中的神经干细胞在发育早期具有分化为神经元和神经胶质细胞的能力，但在发育后期失去产生神经元的能力，仅产生神经胶质细胞。因此，要精确构建大脑，需要一种机制来控制神经干细胞的分化命运以及神经元和胶质细胞的数量。迄今为止，已有报道称，作为基因表达抑制因子的多梳蛋白参与了神经干细胞分化命运的逆转，但详细机制尚未阐明。在本研究中，我们发现神经干细胞中神经元分化相关基因的抑制状态在发育早期和晚期之间可能存在质的差异，并获得了早期发育型抑制的特征。此外，我们关注多梳体（多梳族蛋白的核内聚集体）作为形成后期抑制的机制，发现与神经元分化相关的基因在发育后期依赖于多梳体形成因子Phc2而受到抑制。我们获得的数据表明了这种可能性。今年，我们的分析重点是核内多梳蛋白和靶基因的空间排列调控。为了研究细胞核内靶基因的动态变化，我们旨在建立以染色质免疫沉淀获得的DNA为探针的FISH方法，并获得多梳族蛋白结合基因的FISH染色图像。将来，我们将分析染色图像，并仔细观察随着发育时期的进展抑制模式的差异。这项研究揭示的结果不仅揭示了迄今为止尚未阐明的Polycomb族蛋白的部分功能，而且还揭示了哺乳动物神经干细胞分化命运的调控和大脑形成的机制。我认为这是非常有意义的。