イモリとカエルを用いたドーパミン神経細胞再生機構の比較解析

本研究は、再生能力の高いイモリでドーパミン神経細胞の再生機構を解明し、再生能力の低いカエルやホ乳類で再生を可能にさせることを目的とする。再生能力の差異を比較するには、再生できる生物と再生できない生物間の組織・細胞レベルでの比較解析が必須となる。本年度は、トランスクリプトーム解析で得た遺伝子配列や種々の市販抗体を用いて、両生類中脳の細胞構成を組織学的に解析した。成果について以下にまとめた。（1）中脳腹側の細胞種構成を解明（2）神経幹細胞マーカーBLBPの中脳腹側での発現を発見（3）中脳背腹軸の可視化による種間比較の研究整備。（1）ホ乳類では発生期でのみみられる、幼若ドーパミン神経に発現する遺伝子cxcr4がイモリ幼生と成体の中脳腹側で検出された。成熟ドーパミン神経の遺伝子thの発現は、cxcr4の発現領域と被りながら、さらに裾に広がっていた。イモリにおいても、ホ乳類と同様に中脳腹側のcxcr4細胞がドーパミン神経の前駆細胞であり、さらに成体でも前駆細胞が維持されている可能性が示唆された。（2）両生類の脳には、上衣細胞とよばれるホ乳類の発生期の神経幹細胞に似た細胞が存在する。いくつかの神経幹細胞マーカーは、イモリの幼生でも成体でも上衣細胞に発現する。一方BLBPは、イモリの幼生では上衣細胞に発現していたが、成体では中脳腹側に限局して発現していた。BLBPには神経幹細胞の未分化性の維持に関わるとの報告もあり、BLBPのイモリ中脳腹側での発現が、ドーパミン神経の再生能力と関連があるか解明したい。（3）ホ乳類の発生期で、背腹軸に沿って領域的に発現する遺伝子PAX7やLim1/2を免疫染色によりイモリ中脳とカエル中脳で検出した結果、中脳形態が異なる種でどの領域が相同かを見分けることができた。細胞マーカーを用いることで相同領域に注目し、より正確な比較解析が行えるようになった。

本研究は、再生能力の高いイモリでドーパミン神経細胞の再生機構を解明し、再生能力の低いカエルやホ乳類で再生を可能にさせることを目的とする。再生能力の差異を比較するには、再生できる生物と再生できない生物間の組織・細胞レベルでの比較解析が必須となる。本年度は、トランスクリプトーム解析で得た遺伝子配列や種々の市販抗体を用いて、両生類中脳の細胞構成を組織学的に解析した。成果について以下にまとめた。（1）中脳腹側の細胞種構成を解明（2）神経幹細胞マーカーBLBPの中脳腹側での発現を発見（3）中脳背腹軸の可視化による種間比較の研究整備。（1）ホ乳類では発生期でのみみられる、幼若ドーパミン神経に発現する遺伝子cxcr4がイモリ幼生と成体の中脳腹側で検出された。成熟ドーパミン神経の遺伝子thの発現は、cxcr4の発現領域と被りながら、さらに裾に広がっていた。イモリにおいても、ホ乳類と同様に中脳腹側のcxcr4細胞がドーパミン神経の前駆細胞であり、さらに成体でも前駆細胞が維持されている可能性が示唆された。（2）両生類の脳には、上衣細胞とよばれるホ乳類の発生期の神経幹細胞に似た細胞が存在する。いくつかの神経幹細胞マーカーは、イモリの幼生でも成体でも上衣細胞に発現する。一方BLBPは、イモリの幼生では上衣細胞に発現していたが、成体では中脳腹側に限局して発現していた。BLBPには神経幹細胞の未分化性の維持に関わるとの報告もあり、BLBPのイモリ中脳腹側での発現が、ドーパミン神経の再生能力と関連があるか解明したい。（3）ホ乳類の発生期で、背腹軸に沿って領域的に発現する遺伝子PAX7やLim1/2を免疫染色によりイモリ中脳とカエル中脳で検出した結果、中脳形態が異なる種でどの領域が相同かを見分けることができた。細胞マーカーを用いることで相同領域に注目し、より正確な比較解析が行えるようになった。