2002 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳動物脳神経系における領域特異化の分子機構の解明
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12210004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中福 雅人 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (80202216)
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| Keywords | 神経発生 / 転写因子 / 神経幹細胞 / ニューロン / 再生 / 領域特異化 / 神経疾患 |
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| Research Abstract |
神経系の発生過程では、神経幹細胞の領域特異化がおこり、これに従って特定の性質をもった細胞が規則正しく分化する。一方、種々の神経疾患は特定のニューロンの変性、脱落がその原因となっている。従って神経幹細胞の特異性決定に関する研究は、発生・再生の両分野における重要課題である。本研究では、成体に存在する神経前駆細胞の領域特異性とその再生能について解析した。まず、発生期海馬ニューロンの起源となる神経幹細胞・前駆細胞に特異的に発現する種々の転写因子(Pax6, Emx2, Mash1等)が、成体海馬近傍の脳室周囲組織に存在する少数の細胞に発現していることを見出した。同部位からneurrosphere法を用いて培養した神経幹細胞にも、これらの転写因子の発現が確認された。さらに、脳内に増殖因子を投与すると各転写因子を発現する細胞が増加し、一方分裂細胞を選択的に除去するcytosine arabinosideを投与すると消失することから、これらの細胞は、成体脳内に残存する神経幹細胞・前駆細胞と考えられ、それらは分子レベルで特異性を保持していることが推定された。次に、ラット一過性全脳虚血モデルを用いて、成体前駆細胞の挙動を解析した。転写因子発現細胞は、虚血負荷等の損傷後に一過的に分裂することが明らかになった。そこで、全脳虚血により選択的に細胞死に陥る海馬CA1領域の錐体ニューロンの可能性を検討した。その結果、虚血後特定の時期に脳室内に増殖因子を投与すると、内在前駆細胞の増殖が促進され、さらにCA1ニューロンの著明な再生が観察された。この再生ニューロンはシナプス形成を介して既存の神経回路に組み込まれることを、電気生理学的、形態学的な解析により確認した。また、増殖因子投与によって、虚血によって傷害される海馬依存的な空間学習・記憶機能が部分的に回復することを、モリスの水迷路テストにより明らかにした。以上の結果は、成体の神経組織の持つ潜在的な再生能力を高めることで脳機能の回復が可能であることを世界で初めて明らかにした、重要な成果である。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Nakatomi H. et al.: "Regeneration of hippocampal pyramidal neurons after ischemic brain injury by recruitment of endogenous neural progenitors"Cell. 110. 429-441 (2002)
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[Publications] Hems N.et al.: "Glial cells generate neurons : the role of the transcription factor Pax6"Nat. Neurosci.. 2. 308-315 (2002)
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[Publications] Fu H.et al.: "Dual origin of spinal oligodendrocyte progenitors and evidence for the cooperative role of Olig2 and Nkx2.2 in the control of oligodendrocyte differentiation"Development. 129. 681-693 (2002)
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[Publications] Kobayashi D. et al.: "Early subdivisions in the neural plate define distinct competence for inductive signals"Development. 129. 83-93 (2002)
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[Publications] Kamitori K. et al.: "Cell-type-specific expression of protein tyrosine kinase-related receptor RYK in the central nervous system of the rat"Brain Res. Mol. Brain Res.. 104. 255-260 (2002)
