神経前駆細胞の異常による水頭症モデルマウスを用いた病態解明

利用神经祖细胞异常引起的脑积水模型小鼠阐明病理学

• 批准号: 21K15007
• 负责人: 黒田 杏理
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Shiga University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15007/
• 关键词: 水頭症; 神経幹細胞; Intermediate progenitor; Notchシグナル; Klf5; 神経前駆細胞; 神経発生; 神経幹/前駆細胞

水頭症は脳室に髄液が貯留して脳を圧排する病態である。胎児から小児期に生じれば脳の発達・発育が阻害され、精神・運動発達遅滞などの脳機能障害を来す。研究代表者は胎仔期の神経幹/前駆細胞で発現する遺伝子の中から、未分化性維持や増殖の制御に関わることが知られている因子であるKlf5に注目した。神経前駆細胞特異的にKlf5を過剰発現するNestinCre-Klf5マウスにおいて、胎生後期から水頭症を必発することを見出したことから、本研究を提案した。令和４年度は、神経前駆細胞特異的にKlf5を過剰発現するマウスから採取・培養した神経幹細胞のトランスクリプトーム解析を行ったところ、Notchシグナルに関連する遺伝子群に有意な発現変化が認められ、全体的なNotchシグナルの不活性化と、それに不釣り合いなHes1発現亢進が観察された。その効果により、幹細胞性は失うもののある程度の未分化性を維持するintermediate progenitorの形成・維持に寄与することが示唆された。Klf5が幹細胞の未分化性を亢進させるという、これまで考えられてきたモデルに修正を迫る新たな発見であり、現在マウス脳を用いて確認を進めている。一方、タモキシフェン投与によって神経前駆細胞特異的にCreを発現させられるNestin-CreERマウスを用い、成体脳の神経前駆細胞でKlf5を過剰発現するマウスを作製した。本モデルを用いて、空間記憶や恐怖条件付け記憶などの網羅的な行動解析を行ったところ、不安に関連する行動の異常が認められた。現在、そのメカニズムを解析中である。

脑积水是脑脊液在心室中积聚并压缩大脑的疾病。如果胎儿在童年时期发生，它会抑制大脑发育和发育，从而导致脑功能障碍，例如精神和运动发育延迟。研究人员专注于KLF5，这是一个已知的因素，涉及维持胎儿神经茎/祖细胞中表达的基因之间的不分化和控制。提出了这项研究，因为我们发现脑积水在Nestincre-Klf5小鼠中至关重要，后者是从胚胎晚期阶段过表达KLF5在神经祖细胞中。在2022年，从特异性过表达的KLF5神经祖细胞收集和培养的神经干细胞的转录组分析显示，与Notch信号相关的基因组表达显着变化，并且观察到Notch信号的总体失活，并且观察到了Notch信号的总体失活，并且观察到HES1表达不成比例。这种效果表明干细胞特性丢失了，但有助于中间祖细胞的形成和维护，从而维持一定水平的未分化性质。这是一个新发现，迫使我们修改了以前构想的模型，该模型可以增强干细胞的不体分化，并且目前正在使用小鼠脑进行确认。另一方面，他莫昔芬给药特异性地表达的Nestin-creer小鼠被用于产生成人大脑中神经祖细胞中过表达KLF5的小鼠。使用此模型，进行了全面的行为分析，例如空间记忆和恐惧调节记忆，并发现了与焦虑相关的行为异常。目前正在分析该机制。

项目成果

Klf5遺伝子の胎児期神経幹細胞の細胞周期、分化、増殖への影響について

Klf5基因对胎儿神经干细胞细胞周期、分化和增殖的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 黒田杏理;林 義剛;渕上孝裕;北川寛明;依馬正次;等 誠司
• 通讯作者: 等 誠司

発生期神経幹細胞の細胞周期及び分化、増殖へのKlf5遺伝子への影響

Klf5基因对新生神经干细胞细胞周期、分化和增殖的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Anri Kuroda