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中枢神経系の発生過程における神経幹細胞の運命決定機構の解析

中枢神经系统发育过程中神经干细胞的命运决定机制分析

基本信息

批准号：
17024047
负责人：
田賀哲也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17024047/
关键词：
神経幹細胞自己複製細胞増殖細胞分化シグナル伝達 bFGF Wnt Notch

项目摘要

中枢神経系を構成するニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトは、神経幹細胞が分化の運命決定を受けてそれぞれの特性を備えた細胞へと成熟する。神経幹細胞の分化の運命付けの過程には、多能性を維持する機構、分化の運命付け誘導の機構、他の細胞種にならない運命付けの排他性の機構、運命付けの固定と維持の機構のそれぞれが重要であり、脳機能構築の理解にはこれらの神経幹細胞運命決定機構の解明が不可避の課題である。本研究では、近年造血幹細胞や胚性幹細胞の未分化性維持に関与することが報告されたWntシグナルに焦点を当てて取り組んだ。実験にはマウス胎仔終脳由来神経上皮細胞をbFGFで培養することで得られる神経幹細胞画分を用いた。この神経幹細胞培養系において、bFGFとWnt3aが相加的な細胞増殖促進作用を示した。神経幹細胞画分にbFGFを添加するとPI_3 kinase (PI_3K)-Akt経路を介して、Wnt3aシグナルの下流標的として知られるGSK3βのSerine9リン酸化による活性抑制や、下流因子β-cateninの核への蓄積、細胞周期制御因子CyclinD1の発現促進が認められた。Serine9のalanine置換による優性活性型GSK3β変異体の遺伝子導入やPI3K阻害剤の添加などの実験結果も総合すると、bFGFはPI_3K-Akt-GSK3β-cyclinD1経路を介して神経幹細胞の増殖を促進することが示された。一方、神経幹細胞画分の培養系において、Notchシグナル活性化によるHes1プロモーターの活性化をbFGFシグナルが増強し、Hes1遺伝子発現によるニューロン分化抑制効果を亢進させることを見出した。これらの研究結果を総合すると、bFGFシグナル、Wnt3aシグナル、Notchシグナルが、神経幹細胞の増殖と分化抑制、つまり多能性維持、という運命付けの局面において相互作用していることが明らかになった。

The central nervous system is composed of cells, and cells. The mechanism for maintaining pluripotency, the mechanism for inducing differentiation, the mechanism for exclusive differentiation, and the mechanism for fixing and maintaining differentiation of neural stem cells are important issues for understanding the functional architecture of neural stem cells. This study focuses on the relationship between hematopoietic stem cells and embryonic stem cells in recent years. The embryonic stem cells were cultured with bFGF, and the embryonic stem cells were cultured with bFGF. The effect of bFGF and Wnt3a on proliferation of cultured cells was demonstrated. The regulation of PI_3 kinase (PI_3K)-Akt pathway by bFGF addition, the inhibition of GSK3 β Serine9 kinase activity, the accumulation of down-stream factor β-catenin, and the promotion of CyclinD1 expression were identified. Serine9 and alanine replacement of GSK3 β gene into the superior activity of PI3K inhibitor addition results in the integration of bFGF PI 3K-Akt-GSK3 β-cyclin D1 pathway to promote the proliferation of neural stem cells. In one aspect, the culture system of neural stem cell culture is characterized by the increase of bFGF activation, the increase of differentiation inhibition effect of Hes1 gene, and the increase of Notch activation effect. These results are summarized as follows: bFGF, Wnt3a, Notch, Proliferation and Differentiation Inhibition of Human Stem Cells, Maintenance of Pluripotency, and Life Cycle Interactions.