生後の海馬で起こるニューロン新生と神経回路形成を調節する因子の解明

Study of factors regulating neuragenesis and neural network formation in the postnatal hippocampus

研究課題番号:14580775

代表者

  • 2002年度~2004年度

    • 石 龍徳
    • SEKI, Tatsunori
    • 研究者番号:20175417
    • 順天堂大学・医学部・講師

研究課題基本情報(最新年度)

  • 研究期間

    2002年度〜2004年度

  • 研究分野

    神経科学一般神経科学一般

  • 審査区分

    一般

  • 研究種目

    基盤研究(C)

  • 研究機関

    順天堂大学

  • 配分額

    • 総額:2900千円
    • 2002年度:1200千円 (直接経費:1200千円)
    • 2003年度:800千円 (直接経費:800千円)
    • 2004年度:900千円 (直接経費:900千円)

研究概要(最新報告)

目的:一般に成体の脳ではニューロンの新生は起こらないが、海馬では例外的にニューロンが新生されている。この現象は神経組織の再生医療を考える上で興味深い。本研究では、神経前駆細胞の性質とその発生初期過程について検討した。

方法:生後2-6ヶ月のWistarラットを用いた。増殖性の神経前駆細胞の標識は、retrovirus-green fluorescent protein(GFP)の歯状回門への直接注入、およびBromodeoxyuridine(BrdU)の腹腔内投与によって行った。細胞の性質は、細胞分裂周期(Ki67)、アストロサイト(GFAP,S100β)、ニューロン(MASH-1,Hu,PSA)などの分子マーカーに対する抗体を用いた免疫組織化学によって検討した。

結果:新生後1-3日では多くの増殖性細胞はクラスターを形成していた。また、クラスターを形成している増殖細胞の多くは、アストロサイトやニューロンに対する分子マーカーを同時に発現していた。クラスター内で、新生細胞は突起を伸ばし、隣接した細胞に接触していた。その後、細胞周期から抜けた新生細胞は、クラスター内の細胞との接触を保ちながら主に水平方向に移動した。新生後5-7日目には、新生細胞の多くはクラスターから周囲へ移動していたが、

結論:成体海馬で活発に増殖している神経前駆細胞の大部分は、アストロサイトとニューロンのマーカー分子を同時に発現している特殊な細胞である。神経前駆細胞の増殖と分化には細胞同士の接触が重要な役割を果たしているのかもしれない。

Neurons continue to be generated in the adult hippocampus. We examined the cell-cell interaction between proliferating cells and immature neurons in hippocampal neurogenic region. Proliferating cells were detected by immunohistochemistry for a cell cycle marker Ki67, and the fate of the proliferating cells were traced by labeling with bromodeoxyuridine or a retroviral vector carrying an enhanced green fluorescent protein. Neural precursor cells appeared to divide at least 3-4 times and formed compact clusters in the subgranular zone and innermost part of granular layer. A cluster contained Ki67-positive proliferating cells, polysialic acid-neural cell adhesion molecule (PSA-NCAM)- and Hu-expressing immature neurons, or GFAP-positive astrocytic cells. A majority of the newly generated cells remained within the cluster for 3-4 days after the generation and a few newly generated cells did for 7 days or more. This indicates that cell proliferation and neuronal differentiation occur within the clusters and as a result newly generated cells within a cluster vary in nature and developmental stages. Thereafter newly generated cells at advanced stages of development migrated from the cluster mostly tangentially. The migrating cells expressed molecular markers for immature neurons such as PSA and Hu, and had tangentially oriented long processes. One tip of the tangentially oriented processes frequently made contact with some cells of the clusters or penetrated the center of the clusters. We assume that cell-cell contact among newly generated cells at different stages of development, including formation of compact clusters and contact by tangentially oriented long processes is involved in cell proliferation and differentiation of neuronal precursor cells.

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