神経幹細胞に発現するMusashiによる幹細胞維持機構解明と神経再生への応用

Musashi蛋白質は、末梢感覚神経の前駆細胞における非対称性分裂を担うRNA結合蛋白質としてショウジョウバエで初めて報告され、哺乳類においては神経幹細胞に強い発現のみられるRNA結合蛋白質としてMusashi1およびMusashi2が同定された。申請者は、このMusashi蛋白質の神経系における機能を明らかにするため、それぞれの遺伝子欠損マウスを作成した。特に平成18年度は、Musashi2欠損マウスの解析を重点的に行った。Musashi2欠損マウスは野生型と同程度の寿命を持ち成体まで成長するが、野生型に比べて有意に体重増加不良であり、感覚神経障害や運動神経障害を伴っていた。中枢から末梢神経まで詳細な組織学的解析を行ったところ、背側神経節の発達不全のために脊髄との線維連絡が低下していた。RNA結合蛋白質であるMusashi2の標的因子解析の結果Pleiotrophinを同定し、mRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後調節することが明らかになった。また、in vitroにおいて神経軸索進展促進作用を担うPleiotrophinが、本当にMusashi2の下流調節因子であるか確認するため、背側神経節由来の細胞の初代培養系を用いた軸索進展作用を定量化し、遺伝子欠損マウスでその進展作用が低下していることを発見すると共に、電気穿孔法にて導入したMusashi2によってその機能が回復すること、および、Pleiotrophinに対するsiRNAによって機能回復が再び失われることを確認した。Musashiファミリー蛋白質は、下流標的遺伝子の翻訳を調節し、神経幹細胞の未分化維持や特異的な神経線維によるネットワーク形成に強く関与していることが裏付けられた。

Musashi蛋白質は、末梢感覚神経の前駆細胞における非対称性分裂を担うRNA結合蛋白質としてショウジョウバエで初めて報告され、哺乳類においては神経幹細胞に強い発現のみられるRNA結合蛋白質としてMusashi1およびMusashi2が同定された。申請者は、このMusashi蛋白質の神経系における機能を明らかにするため、それぞれの遺伝子欠損マウスを作成した。特に平成18年度は、Musashi2欠損マウスの解析を重点的に行った。Musashi2欠損マウスは野生型と同程度の寿命を持ち成体まで成長するが、野生型に比べて有意に体重増加不良であり、感覚神経障害や運動神経障害を伴っていた。中枢から末梢神経まで詳細な組織学的解析を行ったところ、背側神経節の発達不全のために脊髄との線維連絡が低下していた。RNA結合蛋白質であるMusashi2の標的因子解析の結果Pleiotrophinを同定し、mRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後調節することが明らかになった。また、in vitroにおいて神経軸索進展促進作用を担うPleiotrophinが、本当にMusashi2の下流調節因子であるか確認するため、背側神経節由来の細胞の初代培養系を用いた軸索進展作用を定量化し、遺伝子欠損マウスでその進展作用が低下していることを発見すると共に、電気穿孔法にて導入したMusashi2によってその機能が回復すること、および、Pleiotrophinに対するsiRNAによって機能回復が再び失われることを確認した。Musashiファミリー蛋白質は、下流標的遺伝子の翻訳を調節し、神経幹細胞の未分化維持や特異的な神経線維によるネットワーク形成に強く関与していることが裏付けられた。