造血および神経系幹細胞におけるNotchシグナル可視化による自己複製機構解明

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蛍光蛋白質を利用したNotchおよびWntシグナルの活性化可視化技術の開発哺乳類中枢神経系発生過程においてNotchシグナルの活性化部位は従来未解明のままであった。そこで、生体内でNotchシグナルの活1生化を検出するNotchレポーターシステムを開発し、中枢神経系においてNotchシグナルの活性化と細胞運命決定の関わりを解析した。また、同様に組織幹細胞の自己複製に広く関与することが知られているWntシグナルを検出するins-TOPEGFPおよびins-TOPGALレポーター遺伝子導入マウスを作製し、胎生および成体マウスにおける様々な組織におけるWntシグナル活性化のモニタリングを行った。幹細胞自己増殖と細胞系譜におけるNotchおよびWntシグナリングの関連作成したレポーター遺伝子をレンチウイルスに組み込み、胎児脳より調製した幼弱神経細胞に遺伝子導入後、Venusを発現する細胞をフロー一サイトメトリーにより分離しNeurosphere形成能を調べたところ、レポーター遺伝子発現細胞中にsphere形成細胞が有意に濃縮されていることが明らかになった。Notchレポーターシステムにより、Notchシグナルの活性化が神経幹細胞の未分化維持および多分化能に相関していることが明らかとなった。また,胎児脳組織中では中脳および海馬でWntシグナルの強い活性化が見られたが、成体ではこれまで報告されていなかった中心周囲肝細胞における活性化および脾臓組織中に点在する活性化型Tリンパ球における活性が顕著であった。従って、我々の作製した遺伝子導入動物の観察により、成体ではこれまで報告のなかった肝臓および脾臓でのWnt canonical pathwayの活性化が明らかになり、今後、その生理的意義を明確にしていく必要性が示唆された。