神経幹細胞の分化調節機構の解明:脳神経回路の再生・修復を誘導するバイオ技術の開発

• Project/Area Number: 14656135
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 久恒 辰博 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (10238298)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2003: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2002: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 神経幹細胞 / 分化調節 / 脳神経回路の再生 / バイオ技術 / 霊長類 / 大脳新皮質 / 海馬 / ネスチン / 脳回路 / 脳再生

Research Abstract

成体の脳内においても神経幹細胞が存在し、この細胞から新しくニューロンが生み出されていることが見出されている。この現象を利用すれば、疾患などにより傷ついた脳の神経回路を、生体に備わった自然治癒力を賦活するで、再生させることが出来るはずである。本研究では、成体脳内に存在している神経幹細胞にスポットを当て、この細胞からニューロンへの分化機構について研究を行った。
1)「成体霊長類の大脳新皮質においては、ニューロン新生が起こっている。」という、グールド博士らの1999年の研究結果(Science誌に掲載)について、追試験をおこなったが、大脳新皮質部位でのニューロン新生の証拠は、一切得ることが出来なかった。しかしながら、大脳新皮質の実質内において、非常に盛んに分裂を繰り返す細胞集団が存在することを確認し、報告した(Journal of Neuroscience,23:937-942(2003))。
2)これまでに、成体でのニューロン新生が立証されている海馬歯状回をモデル系に選定し、当部位でのニューロン新生の仕組みについて解析を行った。本研究において、海馬歯状回部位で神経幹細胞のマーカーであるネスチンを発現する細胞は2種類に分類され、グリア細胞としての性質を有する初期前駆細胞からニューロンとしての性質を持つ後期前駆細胞へ分化した後、新生ニューロンが生み出されていることを発見した(Journal of Neuroscience,23:9357-9366(2003))。
3)大脳新皮質に存在する分裂中の細胞については、マウスを用いて解析を進め、この細胞がネスチンを発現する細胞であることを突き止めた。

Research Products

• [Publications] Yoshida M, Fukuda S, Tozuka Y, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Developmental shift in bidirectional functions of taurine-sensitive chloride channels during cortical circuit formation in postnatal mouse brain"Journal of Neurobiology. (in press). (2004)
• [Publications] Sato Y, Koketsu D, Ageyama N, Ono F, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Successful retrograde transport of fluorescent latex nanospheres in the cerebral cortex of the Macaque Monkey"Experimental Animal. (in press). (2004)
• [Publications] Okada H, Miyakawa N, Mori H, Mishina M, Miyamoto Y, Hisatsune T: "NMDA receptors in cortical development are essential for the generation of coordinated increases in [Ca^<2+>]_i in "Neuronal Domains""Cerebral Cortex. 13. 949-957 (2003)
• [Publications] Fukuda S, Kato F, Tozuka Y, Yamaguchi M, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Two distinct subpopulations of nestin-positive cells in adult mouse dentate gyrus"Journal of Neuroscience. 23. 9357-9366 (2003)
• [Publications] Koketsu D, Mikami A, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Non-renewal of neurons in the cerebral neocortex of adult Macaque monkeys"Journal of Neuroscience. 23. 937-942 (2003)
• [Publications] Yoshida N, Hishiyama S, Yamaguchi M, Hashiguchi M, Miyamoto Y, Kaminogawa S, Hisatsune T: "Decrease in expression of α5β1 integrin during neuronal differentiation of cortical progenitor cells"Experimental Cell Research. 287. 262-271 (2003)
• [Publications] 久恒辰博: "「幸せ脳」は自分で作る -脳は死ぬまで成長している"講談社. 216 (2003)
• [Publications] Yoshida N, Hishiyama S, Yamaguchi M, Hashiguchi M, Miyamoto Y, Kaminogawa S, Hisatsune T: "Decrease in expression of alpha5beta1 integrin during neuronal differentiation of cortical progenitor cells"Experimental Cell Research. (In press). (2003)
• [Publications] Okada H, Miyakawa N, Mori H, Mishina M, Miyamoto Y, Hisatsune T: "NMDA receptors in cortical development are essential for the generation of coordinated increases in [Ca^<2+>]_i in neuronal domains"Cerebral Cortex. (In press). (2003)
• [Publications] Koketsu D, Mikami A, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Non-renewal of neurons in the cerebral neocortex of adult Macaque monkeys"The Journal of Neuroscience. 23. 937-942 (2003)
• [Publications] Miyakawa N, Uchino S, Yamashita T, Okada H, Nakamura T, Kaminogawa S, Miyamoto S, Hisatsune T: "A glycine receptor antagonist, strychnine, blocked NMDA receptor activation in the neonatal mouse neocertex"Neuroreport. 13. 1667-1673 (2002)
• [Publications] Kaji T, Kaieda I, Hisatsune T, Kaminogawa S: "SIN-1 induced p53-dependent apoptosis of murine primary neural cells : a critical role for p21^<ras>-MAPK-P19^<ARF> pathway"Nitric Oxide. 6. 125-134 (2002)
• [Publications] Mohri M, Reinach PS, Kanayama A, Shimizu M, Moskovitz J, Hisatsune T, Miyamoto Y: "Suppression of the TNFalpha-induced increase in IL-1alpha expression by hypochlorite in human corneal epithelial cells"Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43. 3190-3195 (2002)
• [Publications] Shioda R, Reinach PS, Hisatsune T, Miyamoto Y: "Osmosensitive taurine transporter expression and activity in human corneal epithelial cells"Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43. 2916-2922 (2002)