胎生期脳発生における活性酸素シグナル機能の解明

平成２４年度は、マウス胚に内在する活性酸素が脳発生を制御する可能性を検証するために、活性酸素量を人為的に操作する手法の開発を重点的におこなった。研究計画に従い、全胚培養時の抗酸化剤添加による脳発生への影響を調べた。胚発生に大きな障害が生じず、脳発生特異的に影響を与える培養条件の決定を目標に、抗酸化剤の濃度、培養に用いる胚のステージ、培養時間等を詳細に検討した。その結果、胎生8.5日目のマウス胚を最終濃度10mMのN-acetylcysteine（NAC）を含む100%ラット血清を用いて、24時間から36時間全胚培養した場合に脳発生特異的に異常が認められた。この培養条件を本研究の最適条件とした。条件検討の過程から、NACの濃度を数mM上げるだけで胚発生が著しく阻害されることがわかった。このことは、内在性活性酸素が脳発生以外の胚発生イベントにも関与していることを示唆している。また、胎生9日目の胚を全胚培養に用いた場合、脳発生への影響は胎生8.5日目胚を用いた場合に比べて少なかった。この結果は、内在性活性酸素がシグナル分子として機能するのは胚発生過程の極めて短い期間であることを意味する。最適条件下で培養したマウス胚は、脳、特に前脳の著しい縮小が認められた。NAC処理胚頭部の凍結切片を作製し、免疫染色法により神経細胞と神経前駆細胞の検出をおこなった。その結果、NAC処理により神経前駆細胞が減少することが明らかとなった。また、細胞分裂期の細胞を検出するマーカーを用いた解析により、神経前駆細胞の細胞分裂能が低下していることがわかった。この結果は、活性酸素が神経幹細胞の増殖に必須であるという過去の知見と一致する。

平成２４年度は、マウス胚に内在する活性酸素が脳発生を制御する可能性を検証するために、活性酸素量を人為的に操作する手法の開発を重点的におこなった。研究計画に従い、全胚培養時の抗酸化剤添加による脳発生への影響を調べた。胚発生に大きな障害が生じず、脳発生特異的に影響を与える培養条件の決定を目標に、抗酸化剤の濃度、培養に用いる胚のステージ、培養時間等を詳細に検討した。その結果、胎生8.5日目のマウス胚を最終濃度10mMのN-acetylcysteine（NAC）を含む100%ラット血清を用いて、24時間から36時間全胚培養した場合に脳発生特異的に異常が認められた。この培養条件を本研究の最適条件とした。条件検討の過程から、NACの濃度を数mM上げるだけで胚発生が著しく阻害されることがわかった。このことは、内在性活性酸素が脳発生以外の胚発生イベントにも関与していることを示唆している。また、胎生9日目の胚を全胚培養に用いた場合、脳発生への影響は胎生8.5日目胚を用いた場合に比べて少なかった。この結果は、内在性活性酸素がシグナル分子として機能するのは胚発生過程の極めて短い期間であることを意味する。最適条件下で培養したマウス胚は、脳、特に前脳の著しい縮小が認められた。NAC処理胚頭部の凍結切片を作製し、免疫染色法により神経細胞と神経前駆細胞の検出をおこなった。その結果、NAC処理により神経前駆細胞が減少することが明らかとなった。また、細胞分裂期の細胞を検出するマーカーを用いた解析により、神経前駆細胞の細胞分裂能が低下していることがわかった。この結果は、活性酸素が神経幹細胞の増殖に必須であるという過去の知見と一致する。