幹細胞・腫瘍細胞へのVHL遺伝子導入による神経分化誘導と導入細胞を用いた神経再生

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557120
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 菅野 洋 横浜市立大学, 医学部, 講師 (40244496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 勇夫 横浜市立大学, 医学部, 教授 (30158266) ; 矢尾 正祐 横浜市立大学, 医学部, 助教授 (00260787) ; 長嶋 洋治 横浜市立大学, 医学部, 助教授 (10217995)
• Keywords: VHL遺伝子 / von Hippel-Lindau病 / 神経幹細胞 / 神経芽細胞腫 / 神経再生 / パーキンソン病 / 脳梗塞

Research Abstract

腫瘍抑制遺伝子の一種であるvon Hippel-Lindau(VHL)遺伝子を神経幹細胞に導入するとニューロンへ分化するがグリアへは分化しないこと、逆にそのニューロンへの分化がVHL遺伝子のアンチセンスによって阻止され、神経幹細胞としての性質を維持するように働くことを明らかとし、VHL遺伝子が腫瘍抑制遺伝子としては神経分化誘導能を有するユニークな遺伝子であることを明らかにした。このVHL遺伝子による神経分化のメカニズムを検討すると神経幹細胞としての性格を維持する因子であるHESの発現がVHL遺伝子導入後急速に消失することから、HESがユビキチン化されて分解される可能性が示唆されている。また、VHL遣伝子をプラスミドベクターにて神経芽腫細胞へ導入し、VHL遺伝子が常時発現するstable cloneを作成すると、この細胞はレチノイン酸処理にてアポトーシスが誘導され、蛋白レベルでニューロンのマーカー(Neurofilament-H, Neuropeptide Y)の発現を認めただけでなく、神経分泌としての開口現象、電気生理学的にはパッチクランプ法にてカリウムチャネルとナトリウムチャネルがニューロンと同様の高電位の電流を認めた。また、移植したVHL遺伝子導入神経幹細胞が、生体内で機能し、パーキンソン病などの神経難病の治療に有用かをパーキンソンモデルラットで検討したところ、未処理の神経幹細胞の脳内への移植ではパーキンソンモデルラットの症状を改善させなかったが、VHL遺伝子導入神経幹細胞の移植ではモデルラットの症状を劇的に改善させただけでなく、ラット脳内で約3割がドーパミン産生細胞へ分化していることが確認された。また、同様な結果がラット脳梗塞モデルにおいても認められた。こうした結果から、VHL遺伝子導入神経幹細胞の脳内への移植によるパーキンソン病治療が有用であると考えられた。

Research Products

• [Publications] 菅野 洋, 村田英俊, 林明宗, ほか3名: "弧発性および家族性血管芽腫の遺伝子診断とそれに基く治療法の選択"Neuro-Oncology. 11(2). 79-82 (2001)
• [Publications] 田村和朗, 内野真也, 菅野洋, ほか7名: "家族性腫瘍に対する治療法の選択"家族性腫瘍. 2(1). 6-15 (2002)
• [Publications] 菅野 洋: "神経幹細胞と転写因子"CLINICAL NEUROSCIENCE. 20(1). 49-52 (2002)
• [Publications] Murata H, Tajima N, Kanno H, ほか7名: "Von Hippel-Lindau tumor suppressor protein transforms human neuroblastoma cells into functional neuron-like cells"Cancer Research. 62(23). 7004-7011 (2002)
• [Publications] Kanno H, Yamamoto I, ほか2名: "Meningioma showing VHL gene inactivation in a patient with von Hippel-Lindau disease"Neurology. (発行予定). (2003)
• [Publications] 菅野洋, 村田英俊, 後藤昌之, ほか: "ポストシークエンス時代における脳腫瘍の研究と治療"九州大学出版会. 561 (2002)