ヒストンアセチル化制御による大脳皮質での産生ニューロンスイッチング機構の解明

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本研究課題では、(1)マウス大脳皮質形成過程において深層ニューロン、及び浅層ニューロン特異的に発現する因子の時空間的発現制御機構を解析すること、(2)ヒストンアセチル化によるそれら層特異的マーカー遺伝子の発現変動を解析することで、脳形成におけるヒストンアセチル化の役割を解析した。生体内においてヒストンアセチル化の影響を確認するため、ヒストンアセチル化酵素阻害剤であるバルプロ酸を、ニューロン分化が始まる妊娠12日目から14日目に一日一回妊娠マウスに経口投与し、層特異的マーカータンパク質の発現が変化することを確認した。ES細胞において、生体内でみられる脳発生の一部を培養皿の上でも再現できることが知られているが、生体内で見られたこれらの発現変化が、ES細胞を用いた神経細胞への分化培養系でもバルプロ酸の添加によって同様にみられるかを検討した結果、VPA投与により、浅層マーカーであるCux1陽性ニューロンの数が増加し、深層マーカーであるCtip2陽性ニューロンが減少することを免疫染色法により確認した。さらに、VPA投与によって深層ニューロンの形成に必須であるFezf2の発現が減少すること、逆に浅層ニューロンマーカーであるCux2, Satb2の発現が増加することを定量的PCR法及び免疫染色法により確認した。ヒストンアセチル化の影響を検討するため、HDAC1, HDAC2のKO-ES細胞より誘導した神経幹細胞において、VPA投与を行ったところ、HDAC1欠損細胞において、Cux1陽性細胞の増加と、Ctip2陽性ニュー一ロンの現象が確認された。これらのことより、ヒストン脱アセチル化酵素の種類も重要であることが確認された。