造血および神経系幹細胞におけるNotchシグナル可視化による自己複製機構解明

• Project/Area Number: 17045030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 松崎 有未 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (50338183)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥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)
• Keywords: 幹細胞 / 自己複製機能 / Notch / Wnt / 造血幹細胞 / 神経幹細胞 / レポーター遺伝子 / Notchシグナル / 自己複製能

Research Abstract

蛍光蛋白質を利用したNotchおよびWntシグナルの活性化可視化技術の開発
哺乳類中枢神経系発生過程においてNotchシグナルの活性化部位は従来未解明のままであった。そこで、生体内でNotchシグナルの活1生化を検出するNotchレポーターシステムを開発し、中枢神経系においてNotchシグナルの活性化と細胞運命決定の関わりを解析した。また、同様に組織幹細胞の自己複製に広く関与することが知られているWntシグナルを検出するins-TOPEGFPおよびins-TOPGALレポーター遺伝子導入マウスを作製し、胎生および成体マウスにおける様々な組織におけるWntシグナル活性化のモニタリングを行った。
幹細胞自己増殖と細胞系譜におけるNotchおよびWntシグナリングの関連
作成したレポーター遺伝子をレンチウイルスに組み込み、胎児脳より調製した幼弱神経細胞に遺伝子導入後、Venusを発現する細胞をフロー一サイトメトリーにより分離しNeurosphere形成能を調べたところ、レポーター遺伝子発現細胞中にsphere形成細胞が有意に濃縮されていることが明らかになった。Notchレポーターシステムにより、Notchシグナルの活性化が神経幹細胞の未分化維持および多分化能に相関していることが明らかとなった。
また,胎児脳組織中では中脳および海馬でWntシグナルの強い活性化が見られたが、成体ではこれまで報告されていなかった中心周囲肝細胞における活性化および脾臓組織中に点在する活性化型Tリンパ球における活性が顕著であった。従って、我々の作製した遺伝子導入動物の観察により、成体ではこれまで報告のなかった肝臓および脾臓でのWnt canonical pathwayの活性化が明らかになり、今後、その生理的意義を明確にしていく必要性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] GFP transgenic mice reveal active canonical Wnt signal in neonatal brain and in adult liver and spleen. (2007)
  • Author(s): Moriyama A, et al.
  • Journal Title: Genesis 45 (2) Pages: 90-100
• [Journal Article] Noninvasive and real-time assessment of reconstructed functional human endometrium in NOD/SCID/gammac null immunodeficient mice. (2007)
  • Author(s): Masuda H, et al.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A 104 (6) Pages: 1925-1930
• [Journal Article] Two distinct stem cell lineages in murine bone marrow. (2007)
  • Author(s): Koide Y, et al.
  • Journal Title: Stem Cells Epub・Jan 11(In Press)
• [Journal Article] Bone marrow-derived cells express matrix metalloproteinases and contribute to regression of liver fibrosis in mice. (2007)
  • Author(s): Higashiyama R, et al.
  • Journal Title: Hepatology 45 (1) Pages: 213-222
• [Journal Article] Isolation of multipotent neural crest-derived stem cells from the adult mouse cornea. (2006)
  • Author(s): Yoshida S, et al.
  • Journal Title: Stem Cells 24 (12) Pages: 2714-2722
• [Journal Article] BASH-novel PKC-Raf-1 pathway of pre-BCR signaling induces {kappa} gene rearrangement. (2006)
  • Author(s): Yamamoto M, et al.
  • Journal Title: Blood 108 (8) Pages: 2703-2711
• [Journal Article] Dual function for the adaptor MIST in IFN-{gamma} production by NK and CD4+NKT cells regulated by the Src-kinase Fgr. (2006)
  • Author(s): Sasanuma H, et al.
  • Journal Title: Blood 1107 (9) Pages: 3647-3655
• [Journal Article] Visualization of spatiotemporal activation of Notch signaling : Live monitoring and significance in neural development (2005)
  • Author(s): Kohyama J, Tokunaga A, Fujita Y, Miyoshi H, Nagai T, Miyawaki A, Nakao K, Matsuzaki Y, Okano H
  • Journal Title: Developmental Biology 286(1) Pages: 311-325
• [Journal Article] Comparison of various bone marrow fractions in the ability to participate in vascular remodeling after mechanical injury. (2005)
  • Author(s): Sahara M, Sata M, Matsuzaki Y, Tanaka K, Morita T, Hirata Y, Okano H, Nagai R.
  • Journal Title: Stem Cells 23(7) Pages: 874-878
• [Journal Article] Cardiac neural crest cells contribute to the dormant multipotent stem cell in the mammalian heart. (2005)
  • Author(s): Tomita Y, Matsumura K, Wakamatsu Y, Matsuzaki Y, Shibuya I, Kawaguchi H, Ieda M, Kanakubo S, Shimazaki T, Ogawa S, Osumi N, Okano H, Fukuda K
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 170(7) Pages: 1135-1146
• [Journal Article] Leukemia inhibitory factor induces multi-lineage differentiation of adult stem-like cells in kidney via kidney-specific cadherin 16 (2005)
  • Author(s): Hishikawa K, Marumo T, Miura S, Nakanishi A, Matsuzaki Y, Shibata K, Kohike H, Komori T, Hayashi M, Nakaki T, Nakauchi H, Okano H, Fujita T
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 328(1) Pages: 288-291
• [Journal Article] Musculin/MyoR is expressed in kidney side population cells and can regulate their function (2005)
  • Author(s): Hishikawa K, Marumo T, Miura S, Nakanishi A, Matsuzaki Y, Shibata K, Ichiyanagi T, Kohike H, Komori T, Takahashi I, Takase O, Imai N, Yoshikawa M, Inowa T, Hayashi M, Nakaki T, Nakauchi H, Okano H, Fujita T
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 169(6) Pages: 921-928
• [Book] 医学のあゆみ (2006)
  • Author(s): 松崎有未
  • Total Pages: 232
  • Publisher: 医歯薬出版
• [Book] 再生医学 臨床と研究の最前線 (2006)
  • Author(s): 松崎有未
  • Total Pages: 241
  • Publisher: 医歯薬出版