血管由来の細胞外因子による神経幹細胞の制御

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Vasculo-neural wiring and their interdependent crosstalk
• Project/Area Number: 22122009
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 太田 訓正 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 准教授 (90244128)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: Tsukushi / 神経幹細胞 / ニッチ

Outline of Annual Research Achievements

成体マウスの側脳室下帯に存在する神経幹細胞が正しく維持されるためには、近傍血管に由来する成分（血管性ニッチ）が重要な働きをもつ。血管性ニッチは、液性因子や細胞外マトリクスから構成されると考えられ、Wnt やBMPシグナルの関与が示唆されているが、その分子実体は未解明のままであった。本申請では、 神経幹細胞の維持に関わる血管性ニッチの分子基盤の解明を目的とした。
今までの研究結果から、1) Tsukushiは脳室の上衣細胞や血管に発現している、2) 生後10日目前後のTsukushi KOマウスでは野生型マウスと比べ脳が小さく、側脳室が拡張し、神経幹細胞や神経前駆細胞の制御が乱れることが明らかになっていた。
２５年度は、Tsukushiタンパク質を神経系または血管系特異的なCreマウスを用いて過剰発現させると、側脳室の拡張がレスキューされるか検討した。まず、全身でTsukushiタンパク質を過剰発現するCAGGS-Creマウスを用いた場合、側脳室の拡張はレスキューされたが、約１ヶ月でマウスは死んだ。この結果は、過剰なTsukushiタンパク質はマウスにとって有害であることを示唆するものである。次に、nestin-Cre（ほぼ全ての神経幹細胞と神経前駆細胞）とSox2-Cre（ほぼ全ての神経幹細胞と神経前駆細胞）を用いた場合でも、側脳室の拡張はレスキューされた。また、血管系としてTie2-Cre（血管内皮細胞）とSM22-Cre（ペリサイト）を用いた場合でも側脳室の拡張がレスキューされた。
結論として、側脳室下帯に存在する神経ニッチ領域にTsukushiタンパク質が存在することで、側脳室の拡張はレスキューされ、細胞増殖や細胞死も野生型と同様になったことから、正常な脳の発生にはTsukushiが必須であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

TgマウスやCreマウスの交配がうまくいかず時間がかかったが、ようやく交配がうまくいき、表現型の解析が進みだした。解析のための実験方法（細胞増殖、細胞分化、細胞死）は確立しているので、生まれてきたマウスを用いることにより遅れを挽回できた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、脳の領域や発生の時期特異的にTsukushi遺伝子を欠損させ、その表現型を詳細に解析する。