L1CAM遺伝子異常を持つヒト神経幹細胞の特性解析と先天性水頭症の分子治療法開発

• Project/Area Number: 16689025
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cerebral neurosurgery
• Research Institution: 独立行政法人国立病院機構(大阪医療センター臨床研究部) (2005-2006); National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2004)
• Principal Investigator: 金村 米博 独立行政法人国立病院機構(大阪医療センター臨床研究部), 政策医療基盤技術開発研究室, 室員 (80344175)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000); Fiscal Year 2006: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2005: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2004: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: L1CAM / 神経幹細胞 / 細胞接着 / Integrin αVβ5 / グリア細胞 / 分化 / 分泌因子 / コンドロイチン硫酸プロテオグリカン / 細胞凝集塊 / 増殖能 / マイクロアレー / 遺伝子発現解析 / 細胞接着因子

Research Abstract

(研究成果の概略)
1.Neurosphere法で培養したL1CAM遺伝子異常を有する神経幹細胞(XLH-hNSPC)のin vitroにおける分化能評価を実施した結果、XLH-hNSPCの形成するneurosphereはフラスコ面への接着能に大きな障害を有し、また接着起点からのグリア様細胞の遊走に大きな障害を有することを明らかにした。さらに分化してくるグリア様細胞において、そのGFAP発現が低下していることを明らかにした。
2.前年度までに実施してきた遺伝子発現解析をさらに進めた結果、XLH-hNSPCではintegrin α5、β5の発現が有意に低下しており、さらにintegrin αV、αVβ5を介した細胞接着能の障害が認められた。また、正常神経幹細胞と比較してABCB1、tenascin-C、ErbB2の遺伝子発現が低下し、ErbB3の発現が上昇していることを明らかにした。
3.XLH-hNSPCの樹立に使用されたヒト胎児脳組織の組織学的特徴を検討した結果、神経前駆細胞の遊走に大きな障害は見られず、脳組織構造にも明らかな障害は見られなかった。
(考察、結論)
XLH-hNSPCには正常L1CAM遺伝子の機能喪失に加え、neurosphere形成中の遺伝子発現、さらにグリア細胞への分化、成熟過程に異常が存在し、また分化後のグリア様細胞の遊走能にも障害があることが明らかになった。遺伝子発現解析から、その障害の分子メカニズムとして、integrinファミリーの機能障害に起因する接着性障害の関与が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Effect of neurosphere size on the growth rate of human neural stem/progenitor cells. (2006)
  • Author(s): Mori H, Ninomiya K, Kino-oka M, Shofuda T, Islam MO, Yamasaki M, Okano H, Taya M, Kanemura Y.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Research 84(8) Pages: 1682-1691
• [Journal Article] Molecular mechanisms and neuroimageing criteria for severe L1 syndrome with X-linked hydrocephalus. (2006)
  • Author(s): Kanemura Y, Okamoto N, Sakamoto H, Shofuda T, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • Journal Title: Journal of Neurosurgery : pediatrics 105(5) Pages: 403-412
• [Journal Article] The first case of L1CAM gene mutation identified in MASA syndrome in Asia. (2005)
  • Author(s): Kanemura Y, Takuma Y, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • Journal Title: Congential Anomalies 45(2) Pages: 67-69
  • NAID: 10018085711
• [Journal Article] Hydrocephalus and Hirschsprung's disease with a mutation of L1CAM. (2004)
  • Author(s): Okamoto N, Del Maestro R, Valero R, Monros E, Poo P, Kanemura Y, Yamasaki M.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics 49(6) Pages: 334-337
  • NAID: 10013132109
• [Journal Article] The first case of L1CAM gene mutation identified in MASA syndrome in Japan.
  • Author(s): Kanemura Y, Takuma Y, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • Journal Title: Congenital Anomalies in press