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マウスES細胞を用いたエピジェネティクスが関与する神経幹細胞系譜制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17045023
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNara Institute of Science and Technology

Principal Investigator

中島 欽一  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (80302892)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
KeywordsES細胞 / 神経幹細胞 / エピジェネティクス / 分化
Research Abstract

神経幹細胞からニューロンやアストロサイトなどへの分化は発生段階依存的に起こる。研究代表者は胎生中期神経幹細胞がアストロサイトへと分化しないのはアストロサイト特異的遺伝子(例えばGFAP)プロモーター中の転写因子STAT3結合配列がメチル化されているためであり、発生進行に伴いこれが脱メチル化を受けアストロサイト分化能を獲得することをこれまでに示している。ところが発生が進行し既に細胞内在性プログラムのスイッチが入ってしまった初代培養神経幹細胞のみを用いてはエピジェネティクスが関与する幹細胞分化を根本から理解することは困難である。そこで本研究ではこのプログラムを初期状態から経時的に追跡可能にするため、プログラムのスイッチが入っていないと考えられる全能性胚性幹細胞(ES細胞)を用いたモデル培養系を確立した。このシステムでは浮游培養期間の長さに対応して初代培養神経幹細胞で見られたのと同様な分化傾向、つまり浮游培養期間が短い場合にはニューロンへしか分化せず、その培養期間を十分に延長することでアストロサイトへも分化できるようになった。さらにアストロサイト特異的遺伝子の一つ、GFAP遺伝子プロモーター中のSTAT3結合配列のメチル化頻度を調べたところ、初代培養神経幹細胞の場合と同様にアストロサイトへの分化能獲得時期と一致して脱メチル化が生じることが分かった。次にこの系にレチノイン酸を添加したところ、通常はニューロンへの分化しか見られない短期間の浮游培養であってもアストロサイト誘導性サイトカインLIFに応答したアストロサイトへの分化能を獲得できることを見いだした。さらにこの際GFAP遺伝子プロモーターの脱メチル化も促進されることを確認した。この詳細なメカニズムは現在解析中である。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2006 2005

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Neuropoietin induces neuroepithelial cells to differentiate into astrocytes via activation of STAT32006

    • Author(s)
      Ohno, M. et al.
    • Journal Title

      Cytokine 36

      Pages: 17-22

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Conversion of mammalian Muller glial cells into a neuronal lineage by in vitro aggregate-culture2006

    • Author(s)
      Kubota, A. et al.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun. 351

      Pages: 514-520

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Methyl-CpG binding proteins are involved in restricting differentiation plasticity in neurons2006

    • Author(s)
      Setoguchi, H. et al.
    • Journal Title

      J. Neurosci. Res. 84

      Pages: 969-979

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nanog binds to Smad1 and blocks bone morphogenetic protein-induced differentiation of embryonic stem cells2006

    • Author(s)
      Suzuki, A. et al.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103

      Pages: 10294-10299

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Identification of astrocyte-expressed factors that modulate neural stem/progenitor cell differentiation2006

    • Author(s)
      Barkho, B.Z. et al.
    • Journal Title

      Stem Cells Dev. 15

      Pages: 407-421

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mechanisms of neural stem cell fate determination : Extracellular cues and intracellular programs2006

    • Author(s)
      Abematsu, M. et al.
    • Journal Title

      Curr. Stem Cell Res. & Ther. 1

      Pages: 267-277

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mechanisms of neural stem cell fate determination : extracellular cues and intracellular programs2006

    • Author(s)
      M.Abematsu
    • Journal Title

      Curr. Stem Cell Res. Ther. 1

      Pages: 267-277

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of functional human embryonic stem cell-derived neurons in mouse brain2005

    • Author(s)
      A.R.Muotri
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102

      Pages: 18644-18648

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fate redirection of hippocampal astrocytes toward neuronal lineage by aggregate culture2005

    • Author(s)
      M.Yanagisawa
    • Journal Title

      Neurosci. Res. 53

      Pages: 176-182

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Stage-and site-specific DNA demethylation during neural cell development from embryonic stem cells2005

    • Author(s)
      K.Shimozaki
    • Journal Title

      J. Neurochem. 93

      Pages: 432-439

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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