神経発生段階特異的な転写因子アイソフォームの網羅的探索と機能解析

神经发育阶段特异转录因子亚型的全面搜索和功能分析

基本信息

批准号：
22K15211
负责人：
大輪智雄
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

神経前駆細胞は増殖して自身の数を増やした後に、細胞周期を停止・離脱し、神経細胞へと分化する。それは極めて厳密にコントロールされており、多くの場合、増殖性・未分化性を担保する主となる因子も、細胞周期の離脱に関わる主となる因子も、転写因子であることが過去の様々な研究から示されている。これら転写因子を含む、複数のエクソンを持つ遺伝子のうち約95%のものが選択的スプライシングを受けることがヒトでは知られている。つまり、ほとんどの転写因子には、複数のアイソフォームが存在しているのである。しかしながら、多くの研究において、着目している転写因子のアイソフォームを区別した解析がなされていない。これまでに、申請者は、小脳顆粒細胞前駆細胞(GCP)を神経発生のモデルとして研究を行ってきた。GCPには、①高純度に単離・精製できること、や②培養条件によって増殖性・未分化性の維持または、分化への誘導が容易であること、③生体内で遺伝子操作による機能解析が可能である、という特徴を持つ。神経細胞の分化を担う因子の機能的多様性をスプライシングアイソフォームの観点から網羅的に解析するために、今回、申請者は、GCPの①と②の特徴を利用し、GCP由来の神経前駆細胞と神経細胞からcDNAを抽出し、ロングリードRNAシーケンシングを実施した。その結果、約24000個にも及ぶtranscriptsの神経前駆細胞と神経細胞における発現データを得た。これにより、一見、発現量は変わらない遺伝子でも、アイソフォームレベルでは発現が異なっている分子の同定や、アイソフォームレベルで神経発生におけるGene Ontologyの違いを明らかにすることが可能となった。これにより、今まで見過ごされていた神経発生因子の多様な制御機構を見つけることが期待できる。

神经祖细胞扩散并增加其自身的数量，然后停止并撤回细胞周期，并分化为神经元。它是极严格控制的，并且以前的各种研究表明，保证增生性和未分化特性的主要因素以及细胞周期戒断中涉及的主要因素是转录因子。在人类中已知，大约95％的具有多个外显子的基因（包括这些转录因子）经历了替代剪接。换句话说，大多数转录因子具有多种同工型。但是，许多研究尚未进行分析，以区分着重于转录因子的同工型。迄今为止，申请人一直在研究小脑颗粒细胞祖细胞（GCP）作为神经发生模型。 GCP具有以下特征：1）能够高纯度隔离和纯化，2）能够维持增生性和不变特性或根据培养条件诱导分化，以及3）能够通过体内基因工程进行功能分析。为了全面分析从剪接同工型的角度来分析负责神经元分化的因素的功能多样性，申请人使用了GCP的特征①和②②从GCP衍生而来的神经祖细胞和神经元提取cDNA，并进行了长长的RNA测序。结果，我们获得了约24,000个转录本的神经祖细胞和神经元细胞中的表达数据。这使得可以识别同工型水平上具有不同表达水平的分子，即使它们的表达水平没有变化，并阐明了同工型在同工型水平上神经发生中基因本体论的差异。可以预期，这会为直到现在忽略的神经发育因素找到多种调节机制。