神経発生分化におけるbHLH型転写因子の役割の解析

bHLH型转录因子在神经发育分化中的作用分析

• 批准号: 13210074
• 负责人: 別所 康全
• 金额: $ 2.75万
• 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 (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13210074/
• 关键词: bHLH因子; 転写因子; ノックアウトマウス; 網膜; 神経前駆細胞; アマクリン細胞

我々は本研究におい神経系の多様性獲得のメカニズムを転写因子のレベルで解明することを目的として、bHLH因子に焦点を当てて研究をすすめてきた。これまでにHes1、Hes5、Mash1、Math3、NeuroDなどのノックアウトマウスの解析と、これらの因子をレトロウイルスベクターを使って網膜などに強制発現の実験を行い、以下の結果を得てきた。1)神経前駆細胞が未分化な状態を保ち増殖することに抑制性の転写因子Hes1、Hes5などが必要であること。2)グリア細胞の分化には抑制性の転写因子Hes1、Hes5、Hesr2などが関わっていること。3)神経細胞の分化には促進性の転写因子であるMash1などが必要であること。以上から前駆細胞からグリア細胞、神経細胞への分化のメカニズムは明らかになりつつある。さらに多様性獲得のメカニズムを探るために本年度は神経細胞のサブタイプ決定のメカニズムに焦点を当て解析した。モデル系として神経細胞のサブタイプが容易に見分けられる神経網膜を用いた。促進性bHLH因子Math3とNeuroDのダブルノックアウトマウスの網膜を解析し、アマクリン細胞が欠失し異所性のガングリオン細胞とグリア細胞が増加していることを明らかにした。またレトロウイルスベクターを用いて正常網膜の未分化細胞にMath3またはNeuroDとホメオボックス因子を組み合わせて発現させることによりアマクリン細胞の分化を誘導することができた。以上の結果からMath3とNeuroDは網膜においてガングリオン細胞とアマクリン細胞のサブタイプ決定と神経細胞/グリア細胞の運命決定に協調して関っていることが明らかになった。またホメオボックス因子が分化のメカニズムに関わっていることを示した。

In this study, we focused on the diversity of the brain system, including the analysis of the objective and bHLH factors. The following results are obtained from the analysis of Hes1, Hes5, Mash1, Math3, NeuroD, and the actual occurrence of retinal stress caused by these factors. 1)Inhibitory factors Hes1 and Hes5 are essential to preserve the proliferation of undifferentiated neurons. 2) Inhibitory factors Hes1, Hes5 and Hesr2 are involved in cell differentiation. 3)The differentiation of neurons is promoted by Mash1. The above mentioned cells are divided into different cells and neurons. This year, the focus of the study was on the acquisition of diversity in the brain. It's easy to see how the nerve cells work. Promotive bHLH factor Math3 and NeuroD are both expressed in the retina and in the hippocampus. In addition, it can be used to induce the differentiation of normal retina undifferentiated cells. The above results show that Math3 and NeuroD are related to the coordination of brain cell and neurocell fate decision. The reason for this is that they are not able to distinguish themselves.

项目成果

Hirata, H., et al.: "Hes1 and Hes3 regulate maintenance of the isthmic organizer and development of the mid/hindbrain"EMBO J.. 20. 4454-4466 (2001)

Hirata, H., et al.：“Hes1 和 Hes3 调节峡部组织的维持和中/后脑的发育”EMBO J.. 20. 4454-4466 (2001)

Bessho, Y., et al.: "Dynamic expression and essential functions of Hes7 in somite segmentation"Genes & Dev.. 15. 2642-2647 (2001)

Bessho, Y., et al.：“Hes7 在体节分割中的动态表达和基本功能”基因

Inoue, T., et al.: "Math3 and NeuroD regulate amacrine cell fate specification in the retina"Development. 129. 831-842 (2002)

Inoue, T. 等人：“Math3 和 NeuroD 调节视网膜中的无长突细胞命运规范”的开发。