試験管内再生系による中枢ミエリン形成のメカニズムの解析

• Project/Area Number: 07J13115
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: National Research Institute for Child Health and Development
• Principal Investigator: 宮本 幸 National Research Institute for Child Health and Development, 薬剤治療研究部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: オリゴデンドロサイト / ミエリン / 中枢神経 / 神経細胞 / 共培養 / 遊走 / 分化 / 中枢神経系 / DRG神経細胞

Research Abstract

本研究の初年度に、ニューロンから分泌される液性因子がオリゴデンドロサイト上の受容体を活性化し、細胞内キナーゼによる細胞骨格蛋白のリン酸化を介して、オリゴデンドロサイトの分化を促進する、という新規カスケードを報告した。また、昨年度は、オリゴデンドロサイトの遊走過程に焦点を置き、神経細胞から分泌される増殖因子がオリゴデンドロサイト前駆細胞に作用し、細胞内のキナーゼ(先に述べたオリゴデンドロサイトの分化過程を制御するキナーゼと共通)による細胞骨格系蛋白のリン酸化(分化過程を制御する骨格蛋白とは異なるもの)を経て、遊走促進に導かれていることを明らかにしてきた。本年度は、これらの知見・技術を応用して、本研究の最終目標である、オリゴデンドロサイトと神経細胞の共培養系の構築に精力を注いだ。様々な工夫を加えた結果、世界初と思われるラット胎児由来のオリゴデンドロサイトと神経細胞を用いた共培養系の確立に至った。従来の共培養(中枢神経系では成功した例がほとんどないが)では、分化初期にある生後ラットのオリゴデンドロサイトを用いているため、効率よいミエリン形成を実現することができなかった。そこで、我々はより高い増殖・分化能を有する胎児期由来のオリゴデンドロサイトを使用することにより、これを改善することに成功し、in vitroにおいて高効率でミエリン鞘が形成さされることを確認している。この系を用いることで、ミエリン形成過程におけるオリゴデンドロサイトと神経細胞の相互作用を時空間特異的に抽出し、機能的にもより詳細に解析できるものと期待される。さらに、この共培養系を応用し、中枢神経の脱随疾患、なかでもPelizaeus-Merzbacher(PMD)病を模倣するin vitroモデルを確立した。この系を用いて、PMD病のミエリン形成阻害を改善する化合物のスクリーニングを行った結果、ある化合物がミエリン形成不全を劇的に改善することを発見した。また、その詳細なシグナルメカニズムも合わせて明らかにした。これらの事象に関しては、すでに特許取得済みであり、現在、英文雑誌に投稿中である。以上のように、本研究の進展が、ミエリン発生過程を制御するメカニズムの解明に一端を投じるのみならず、脱ミエリン病の治療標的ターゲットの同定まで、基礎から臨床まで幅広い分野において、有用な知見を提供するものと考える。`

Research Products

• [Journal Article] Cellular signaling of Dock family proteins in neural function. (2009)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi
  • Journal Title: Cell Signal. 22 Pages: 175-182
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valproinic acid-inducible Ar14D and cytohesin-2/ARNO. acting through the downstream Arf6, regulate neurite outgrowth in N1E-115 cells. (2009)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi^*, Torii Tomohiro, Reiko Mizutani, Kazuaki Nakamura, Atsushi Sanbe, Hiroshi Koide, Shinji Kusakawa, Akito Tanoue
  • Journal Title: Exp.Cell Res. 315 Pages: 2043-2052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ErbB2 directly activates the exchange factor Dock7 to promote Schwann cell migration (2008)
  • Author(s): Junji Yamauchi, Yuki Miyamoto, Jonah R. Chan, Akito Tanoue
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 181 Pages: 351-365
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neurofibromatosis 2 tumor suppressor, the gene induced by valproic acid, mediates neurite outgrowth through interaction with paxillin (2008)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi, Shinji Kusakawa, Tomohiro Torii, et al
  • Journal Title: Experimental Cell Research 314 Pages: 2279-2288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cdk5 phosphorylation of WAVE2 regulates oligodendrocyte precursor cell migration through nonreceptor tyrosine kinase Fyn (2008)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi, Akito Tanoue
  • Journal Title: Journal of Neuroscience 28 Pages: 8326-8337
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gadd45a, the gene induced by the mood stabilizer valproic acid, regulates neurite outgrowth through JNK and the substrate paxillin in NIE-115 neuroblastoma cells. (2007)
  • Author(s): Junji Yamauchi, Yuki Miyamoto, Mayu Murabe, Yoko Fujiwara, Atsushi Sanbe, Yuko Fujita, Shoko Murase, and Akito Tanoue
  • Journal Title: Exp. Cell Res. 313 Pages: 1886-1897
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclin-dependent kinase 5 regulates the differentiation of oligodendrocyte precursor cells through the direct phosphorylation of paxillin. (2007)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi, Jonah R. Chan, Atsumasa Okada, Yasuhiro Tomooka, Shin-ichi Hisanaga, and Akito Tanoue
  • Journal Title: J. Cell Sci. 120 Pages: 4355-4366
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of the embryotoxic effect of CBZ using and ES cell differentiation system. (2007)
  • Author(s): Mayu Murabe, Junji Yamauchi, Yoko Fujiwara, Yuki Miyamoto, Masami Hiroyama, Atsushi Sanbe, and Akito Tanoue
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 356 Pages: 739-744
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Control of oligodendrocyte migration and differentiation through the novel phosphorylation mechanism. (2009)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Junji Yamauchi, Tomohiro Torii, et al.
  • Organizer: Ninth Biennial Satellite Meeting of the ISN on Myelin Biology
  • Place of Presentation: Geongju
• [Presentation] The critical role of Cdk5 phosphorylation of paxillin in oligodendrocyte differentiation (2008)
  • Author(s): Yuki Miyamoto, Torii Tomohiro, Junji Yamauchi, Akito Tanoue
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington, USA
• [Presentation] Dock6, a Dock-C subfamily guanine-nucleotide exchanger, has the dual specificity for Rac1 and Cdc42 (2007)
  • Author(s): Yuki Miyamoto
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: San diego
  • Year and Date: 2007-11-04
• [Book] オリゴデンドロサイトの発生過程におけるCdk5の役割 (2009)
  • Author(s): 宮本幸、山内淳司
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 病態生理 総論「シグナル伝達と疾患、治療」小児内科40巻増刊号 (2008)
  • Author(s): 宮本幸, 山内淳司, 田上昭人
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 東京医学社
• [Remarks]
  • URL: http://www.nch.go.jp/pharmac/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nch.go.jp/pharmac/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nch.go.jp/pharmac/index.html