神経幹細胞からの分化における糖蛋白質糖鎖の機能解明

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脳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のいずれにも分化する多分化能を持つ神経幹細胞が特定細胞へ分化するのにどのような機構が働いているのか明らかにするため、細胞表面の糖鎖の関与を検討している。糖転移酵素は細胞分化の過程においてダイナミックに細胞内の様々な遺伝子の調整を行っていると考えられる。今回、神経前駆培養細胞であるCG4細胞にガラクトース転移酵素を遺伝子導入すると予想外の糖鎖産物A1(6)G1FoとA2G2Fo(6)Fが産生され、さらに強発現させると細胞死に向かうことも観察された。このように糖転移酵素は細胞膜の性質を変えるだけでなく、細胞の分化過程において細胞内情報伝達系にも大きく寄与していることが考えられた。次にマウス大脳領域での組織内糖鎖構造解析を胎生期から成体まで系統的に行った結果、脳に特徴的な糖鎖構造は胎生期の後期から生後7日にかけて徐々に上昇してくることが明らかになった。脳における糖鎖発現パターンは同じ発達段階のマウスであれば驚くほど良好な一致を示し、蛋白質の2次元電気泳動法と同じく、神経発生・分化過程において時期特異的、領域特異的に発現する特異糖鎖を検出することが可能である。今後は糖鎖合成酵素群の遺伝子を並べたマクロアレイを用いて網羅的な遺伝子発現の状態を見る計画である。これらの手法を併せて用いることにより糖鎖側と遺伝子側の両方からの系統的解析を行い、分化に伴う特異的糖鎖を同定する可能性は大きく、脳の発生・分化および形態形成の機構解明につながると考えられる。