網膜幹細胞のニッチ環境の解析と多分化能を維持した状態での高効率の培養法の開発

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幹細胞ニッチは幹細胞を未分化な状態に保ちっっ増殖を制御している。生体内において細胞増殖と分化が連動する事例があることから、我々は細胞周期に関わる因子を解析し分化への関与を検討した。幹細胞のモデルとして、分化の機序と評価に関する知見の蓄積があり、大量に調整することが容易な胎生14日マウス終脳由来の未分化な神経前駆細胞を用いた。神経前駆細胞の分化を誘導するBMP刺激6時間後にサイクリンD1 mRNAの発現低下と、サイクリンD1陽性細胞の減少をみとめた。また刺激12時間後にはKi-67陽性の増殖細胞が減少した。サイクリンD1をレトロウイルスベクターを用いて神経前駆細胞に強制発現させ、分化誘導刺激であるBMPおよびLIF刺激を行ったところ、コントロールウイルスと比較してサイクリンD1発現ウイルス感染によりGFAP陽性細胞は41%から9.2%へ、S100β陽性細胞は39%から19%へとそれぞれ減少した。ルシフェラーゼアッセイを用いてGFAPのプロモーター活性化を解析したところ、BMPおよびLIFによる活性化がサイクリンD1強制発現によって抑制された。一方サイクリンD1を強制発現した細胞ではBMPおよびLIF存在下でのKi-67陽性細胞数、BrdU取り込み細胞数とも増加しており、細胞周期を正に制御していることが示唆された。この時Cdk4阻害剤を同時に添加したところサイクリンD1強制発現に伴うBrdU取り込み促進作用は抑えられたが、GFAP発現抑制作用は比較的維持されていた。これらの結果からサイクリンD1が神経前駆細胞において細胞増殖を促進する一方で、Cdk4の関与する細胞増殖シグナル経路に非依存的に、サイトカイン誘導性アストロサイト分化を抑制していると考えられた。