色素幹細胞をモデルとした幹細胞維持機構の解明

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1.色素細胞にGFPを発現させたトランスジェニックマウスを作成し、FACSにより色素幹細胞を含む様々な分化段階にある色素細胞を単離した。これらからcDNAライブラリーを作製し、マイクロアレー解析により、幹細胞に強く発現する遺伝子を約200種類を同定した。これらの中には、NotchシグナルおよびTGF/BMPシグナルの活性化に関わる分子や、Wntシグナル系を抑制する分子が同定された。この結果より、これらのシグナル系が色素幹細胞維持に関わっていることが示唆された。2.色素前駆細胞に対するNotchシグナル系の役割を明らかにする目的で、胎児表皮器官培養系にγ-secretase阻害物質を添加しNotchシグナル系を抑制したところ、表皮中の色素前駆細胞がアポトーシスにより完全に消失することを認めた。次に、下流分子であるHes1の機能を調べた。Dominant negative体のHes1を培養色素前駆細胞に発現させたところ、同様にアポトーシスが誘導された。また、色素細胞にHes1を発現するトランスジェニックマウスを作成し、γ-secretase阻害物質で処理したところ、色素前駆細胞のアポトーシスが認められなかった。このことから、Hes1がNotchシグナル系の下流に存在し、色素前駆細胞のアポトーシスを抑制していることが示された。また、Dominant negative体のHes1を色素細胞に発現するトランスジェニックマウスを作成したことろ、毛周期が進むにつれ毛色が白色化することが認められた。免疫組織染色からこのマウスでは色素幹細胞が消失していることが示された。以上のことからNotchおよびHes1は幹細胞の維持に対して重要な働きを担っていることが示された。