長鎖ノンコーディングＲＮＡを介した遺伝子発現制御による霊長類特異的脳機能分化

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iPS細胞由来ヒト神経幹細胞株AF22を用いて、マウスと比較してヒト神経幹細胞で高発現しているMEIS1-pancMEIS1ペアの機能を調べた。MEIS1 mRNAをノックダウンしたところ、神経幹細胞マーカー遺伝子SOX2とPAX6の発現量が有意に減少することを明らかにした。これはマウスと比較して霊長類神経幹細胞においてMEIS1遺伝子の発現量が高いことが霊長類神経幹細胞のより長期間に渡る幹細胞性維持に寄与しうることを示唆している。次にpancRNAをノックダウンしたところ、パートナーのMEIS1 mRNAの発現が有意に減少した。このことから、pancMEIS1はヒト神経幹細胞においてMEIS1 mRNAの発現を正に制御しており、このpancRNAの有無がMEIS1遺伝子の発現量の種差を生み出す原因の一つである可能性が示唆された。次にヒトiPS細胞を用いた大脳皮質三次元培養法でMEIS1の機能解析を行った。培養50日目にレンチウイルスを用いてMEIS1 mRNAのノックダウンを試みた。53日目にEdu処理し、MEIS1 ノックダウンによる神経幹細胞の細胞周期を調べたところ、MEIS1のノックダウンはオルガノイド内の神経幹細胞の細胞周期を促進していることがわかった。さらに60日目にGFP陽性細胞の神経分化傾向を未成熟神経細胞マーカーと幹細胞マーカーの共染色により調べたところ、MEIS1のノックダウンにより神経幹細胞の割合は減少し、未成熟神経の割合が増加していることを見出した。これらの結果はMEIS1の高発現が霊長類神経幹細胞に見られるゆっくりとした発生や増殖という特徴に寄与していることを示唆している。本年度の研究より霊長類特異的pancMEIS1がMEIS1 mRNAの発現を増強すること、MEIS1遺伝子の高発現が霊長類の大脳皮質の拡大に寄与しうることが考えられた。