神経幹細胞における非同期的遺伝子発現振動の役割とその制御機構の解明

阐明异步基因表达振荡在神经干细胞中的作用及其控制机制

• 批准号: 22K15210
• 负责人: 塚本 聡美
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15210/
• 关键词: 神経幹細胞; 遺伝子振動発現; 神経・脳発生; 細胞間コミュニケーション; 振動発現; 非同期性

転写因子Hes1は、神経幹細胞において、2-3時間周期で振動的に発現し、この振動的発現は、細胞間で非同期的であることが知られる。Hes1の非同期的発現は現象として興味深い一方で、その細胞ごとに固有な振動は、長年、下流遺伝子の探索を困難としてきた。本研究は、「神経幹細胞におけるHes1振動発現の非同期性」に関わる新規遺伝子の抽出とその意義を探るべく実施しているものである。今年度は、培養神経幹細胞において、光遺伝学的ツール（hGAVPO-Hes1）を用いてHes1遺伝子の同期的な振動発現を誘導し、RNA-seq解析を実施した。その結果、Hes1依存的に発現が変化する候補遺伝子群が抽出された。その中には、細胞間コミュニケーション関連（細胞間シグナル伝達関連因子、細胞接着因子等）の新規遺伝子群が、多数含まれていることがわかった。よって、これらの遺伝子が、Hes1の下流で機能し、神経幹細胞における細胞間連絡の時間的な制御を行なっている可能性が示唆された。今後は、今年度抽出された遺伝子群の遺伝子改変細胞株（神経幹細胞やマウスES細胞など）を作成し、新規因子が、Hes1の非同期的振動や神経幹細胞の機能に、どのような影響を与えるかを検証する。それにより、Hes1の非同期的振動の神経・脳発生における意義に迫る。

Hes-1 gene expression, 2-3 time cycle vibration, 2-3 time cycle vibration Hes1's non-synchronous appearance is difficult to explore due to its inherent vibration, long-term and downstream characteristics. The purpose of this study is to explore the significance of new gene extraction in the asynchronous occurrence of Hes1 vibration in neural stem cells. This year, when cultivating neural stem cells, the optical genetics tool (hGAVPO-Hes1) was used to induce the simultaneous vibration occurrence of Hes1 genes and implement RNA-seq analysis. The result, Hes1-dependent occurrence, is extracted from the candidate group. The new gene subgroup of the intercellular relationship (intercellular relationship factor, cell adhesion factor, etc.) mostly contains the intercellular relationship. The possibility of regulation of the timing of cell-to-cell communication in the brain stem cells was demonstrated. In the future, this year, we will extract new gene sub-groups and modify cell lines (neural stem cells and ES cells) to create new factors, and to evaluate the effects of different phases of Hes1 vibration and neural stem cell function. In this case, the non-synchronous vibration of Hes1 is caused by the occurrence of nervous system vibration.