脳発生における成体神経幹細胞と上衣細胞の系譜選択機構の解明

阐明成体神经干细胞和室管膜细胞在大脑发育过程中的谱系选择机制

• 批准号: 20J22817
• 负责人: 大宮 英恵
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J22817/
• 关键词: BMPシグナル; 成体神経幹細胞; 上衣細胞; 神経系前駆細胞; BMP

神経幹細胞（神経系前駆細胞）は胎生期では神経管全体に存在して脳・脊髄を形成するが、そのほとんどは生後に消滅する。一方、成体においても少数の神経幹細胞のみが脳の限定された部位に残存し、新しく作られたニューロンは成体の学習や記憶・本能行動の制御に貢献する。では、どのようにして胎生期神経系前駆細胞のごく一部の特別な細胞のみが、成体まで残存する神経幹細胞として選ばれるのだろうか。胎生期神経系前駆細胞は短期間に脳を作るために「素早く分裂」する。しかし当研究室において、その一部が胎生期の間に分裂頻度を下げ（「ゆっくり分裂」）、さらにその一部が成体神経幹細胞となることが示された(Furutachi et al., 2015)。しかし、このゆっくり分裂する神経系前駆細胞の中には将来成体神経幹細胞になる細胞だけでなく、成体神経幹細胞のニッチを構成する上衣細胞になる細胞も含まれる(Spassky et al., 2005)。さらに最近の研究により成体神経幹細胞と上衣細胞の一部は共通の前駆細胞から分化してくることがわかっている。しかし、ゆっくり分裂する細胞の中から成体神経幹細胞の起源細胞と上衣細胞の起源細胞が選ばれるメカニズムについては全く明らかになっていない。そこで本研究では成体神経幹細胞と上衣細胞の運命決定メカニズムの解明を目的とした。私は本研究において、上衣細胞を神経系前駆細胞から誘導する培養系を確立し、BMPを添加すると上衣細胞の分化が阻害され、BMPシグナルは上衣細胞遺伝子の最上流因子として知られるGemC1の発現も抑制していることを見出した。さらにBMPシグナルが成体神経幹細胞の確立に寄与することを見出した。本研究によって上衣細胞と成体神経幹細胞の形成機構の一端を明らかにできたと考える。

Neural stem cells (neural progenitor cells) exist in the whole neural tube during prenatal period, and are destroyed after birth. A small number of brain stem cells in adults contribute to the control of learning, memory and instinctive action. The embryonic neural stem cells are some of the special cells, and the adult neural stem cells are some of the special cells. The embryonic cells are divided into two groups: In the laboratory, the frequency of division during the prenatal period decreased in some cases, and adult neural stem cells decreased in some cases (Furutachi et al., 2015)。The cells in the precursor cells of the neuronal lineage are composed of adult neuronal stem cells (Spassky et al., 2005)。Recent studies have shown that adult neural stem cells are part of a common precursor cell differentiation process. The cells of origin of adult neural stem cells and the cells of origin of upper coat cells are selected from among the cells of division. The purpose of this study is to determine the fate of adult brain stem cells. In this study, we established a culture system for the induction of cell differentiation in human cells, and found that BMP was added to inhibit the differentiation of human cells, and BMP was added to inhibit the expression of C1 in human cells. The development of adult brain stem cells has been reported in China. This study is aimed at exploring the mechanism of formation of adult neural stem cells and cells.

项目成果

Fate determination of adult neural stem cells and ependymal cells during brain development

成体神经干细胞和室管膜细胞在大脑发育过程中的命运决定

• 发表时间: 2023
• 作者: Hanae Omiya,Shima Yamaguchi,Tomoyuki Watanabe,Takaaki Kuniya,Yujin Harada,Daichi Kawaguchi,Yukiko Gotoh