神経分化における遺伝子発現制御機構

神经分化中的基因表达控制机制

• 批准号: 10156219
• 负责人: 影山 龍一郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10156219/
• 关键词: 神経分化; ニューロン; Notch; Hes; bHLH; 標的遺伝子破壊; ノックアウトマウス; 側方抑制

哺乳動物の神経発生過程では、比較的均一な神経前駆細胞から極めて多様性に富んだニューロンが分化する。この多様性に富んだ神経細胞が分化していく過程では、細胞間相互作用による側方抑制が重要であることが示されている。すなわち、分化が始まった細胞は周囲の細胞が同じ種類の細胞に分化するのを抑制する現象である。この側方抑制には膜蛋白Notchの関与が知られているが、Notchが活性化されてから分化抑制に至る細胞内分子機構についてはよくわかっていない。最近、このNotch経路でbHLH型転写因子Hesが重要な役割を担うことが示唆されている。そこで、神経細胞の多様性を生み出す分子機構を明らかにする目的で、Notch経路におけるHesの役割について解析を行った。まず、活性型Notchによって内在性のHes1とHes5の発現が増加したので、両遺伝子がNotchの機能に必要かどうかを調べるために、Hes1あるいはHes5が欠損したマウス、およびHes1とHes5が同時に欠損したマウスを作製した。これらのマウスから調製した細胞に対して、活性型Notchを発現するレトロウイルスを感染させて分化制御を調べた。その結果、Hes1あるいはHes5が欠損した場合には野生型のときと同様、Notchによる分化抑制がみられたのに対して、Hes1とHes5が同時に欠損したときにはNotchによる分化抑制が解除された。すなわち、(1)口es1かHes5のどちらかがあればNotchは機能できること、そして(2)両遺伝子はNotchの下流で必須のエフェクターとして機能することが明らかとなった。HesはbHLH型神経分化転写因子Mash1の機能を阻害して分化を抑制することが知られている。これらの結果から、哺乳動物の神経分化は「Notch→Hes1/Hes5┫Mash1→ニューロンへの分化」(→促進;┫抑制)という経路で制御されることが示された。

Born mammal の god 経 発 process で は, comparison of homogenous な 駆 cells before god 経 か ら extremely め て multiple others に rich ん だ ニ ュ ー ロ ン が differentiation す る. こ の multiple others に rich ん だ god 経 cells が し て い く process で は, cell interactions between に よ る lateral inhibition が important で あ る こ と が shown さ れ て い る. す な わ ち, differentiation beginning が ま っ た cells は weeks 囲 が の cells with じ kinds の cells に す る の を inhibit す る phenomenon で あ る. こ の lateral inhibition に は membrane protein Notch の masato and が ら れ て い る が, Notch が activeness さ れ て か ら differentiation inhibiting に to る intracellular molecules agencies に つ い て は よ く わ か っ て い な い. Recently, こ の Notch 経 road で bHLH type planning cut を bear important factor Hes が writing な service う こ と が in stopping さ れ て い る. そ こ で born, god 経 cells の others more を み out す molecular institutions を Ming ら か に す る purpose で, Notch 経 road に お け る cut Hes の service に つ い analytical line を っ て た. ま ず, reactive type Notch に よ っ て internality の Hes1 と Hes5 の 発 now が raised し た の で, struck but 伝 が Notch の function に necessary か ど う か を adjustable べ る た め に, Hes1 あ る い は Hes5 が owe loss し た マ ウ ス, お よ び Hes1 と Hes5 が に owes loss し た マ ウ ス を cropping し た. こ れ ら の マ ウ ス か ら modulation し た cells に し seaborne て, reactive type Notch を 発 now す る レ ト ロ ウ イ ル ス を infection さ せ て differentiation suppression を adjustable べ た. そ の results, Hes1 あ る い は Hes5 が owe loss し た occasions に は wild-type の と き と with others, Notch に よ る differentiation inhibiting が み ら れ た の に し seaborne て, Hes1 と Hes5 が に owes loss し た と き に は Notch に よ る differentiation inhibiting が remove さ れ た. す な わ ち, (1) mouth es1 か Hes5 の ど ち ら か が あ れ ば Notch は function で き る こ と, そ し て (2) struck heritage 伝 son は Notch の obscene で must の エ フ ェ ク タ ー と し て function す る こ と が Ming ら か と な っ た. Hes られて bHLH type neural differentiation 転 writing factor Mash1 <s:1> function を hindering て differentiation を inhibition する とが knowledge られて る る る る る こ れ ら の results か ら, mammals の god 経 differentiation は "Notch - > Hes1 / Hes5 ┫ - Mash1 - ニ ュ ー ロ ン へ の differentiation" (restrain and promote; ┫) と い う 経 road で suppression さ れ る こ と が shown さ れ た.

项目成果

Nishimura,M., et al.: "Structure, chromosomal locus and promoter of mouse Hes2 gene, a homologue of Drosophila hairy and Enhancer of split." Genomics. 49. 69-75 (1998)

Nishimura,M., et al.：“小鼠 Hes2 基因的结构、染色体位点和启动子，果蝇毛状和分裂增强子的同源物。”

Ohutsuka, T., et al.: "Regulated expression of neurogenic basic helix-loop-helix transcription factors during differentiaiton of the immortalized neuronal progenitor cell line HC2S2 into neurons." Cell Tissue Res.293. 23-29 (1998)

Ohutsuka, T. 等人：“在永生化神经元祖细胞系 HC2S2 分化为神经元的过程中，神经源性碱性螺旋-环-螺旋转录因子的表达受到调节。”

Ohtsuka,T.,et al.: "Hes1 and Hes5 as Notch effectors in mammalian neuronal differentiation." EMBO J.発表予定. (1999)

Ohtsuka, T., et al.：“Hes1 和 Hes5 作为哺乳动物神经元分化中的 Notch 效应器。”EMBO J.（1999 年）。

Tsuda, H.et al.: "Structure and promoter analysis of Math3 gene, a mouse homolog of Drosophila proneural gene atonal : neural-specific expression by dual promoter elements."J. Biol. Chem.. 273. 6327-6333 (1998)

Tsuda, H.等人：“Math3 基因的结构和启动子分析，Math3 基因是果蝇原神经基因无调性的小鼠同源物：双启动子元件的神经特异性表达。”J.