Notchシグナル系による表皮細胞の増殖分化の調節と異常による皮膚疾患の発生

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13770426
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 奥山 隆平 東北大学, 医学部・附属病院, 助手 (80292332)
• Keywords: 上皮細胞 / Notch / 幹細胞 / 分化 / p21 / 細胞周期 / integrins

Research Abstract

細胞表面に発現するレセプタータンパク質であるNotchは、神経や血球系細胞を中心に細胞の運命決定や増殖分化の制御に関して重要な役割を果たしていることが明らかになってきている。しかし表皮を含め上皮組織でのその役割は未だ不明である。そこで培養表皮細胞にアデノウイルスを用いてNotch1を過剰発現させて機能を解析することとした。
培養表皮細胞に導入されたNotch1は細胞の増殖を停止させその分化を誘導することが分かった。その際、Notch1は細胞周期を調節する因子であるp21を誘導することによって細胞の増殖を停止させた。p21。を欠失した表皮細胞ではNotch1による増殖の停止は生じず、p21はNotch1が表皮細胞の増殖を停止させる際に必要不可欠なものであった。さらに増殖が停止する一方、表皮細胞のタンパクの発現は大きく変化した。未分化な細胞のマーカーであるインテグリンの発現が減少し、ケラチン1やインボルクリンといった早期の分化マーカーの発現が誘導された。しかし、フィラグリンやロリクリンといった後期の分化マーカーの発現は抑制された。以上の培養細胞を用いた生化学的な解析からNotch1は表皮細胞を未分化な状態(基底層)から早期の分化の段階(有棘層)にまでその分化を誘導することが明らかとなった。さらにNotch1の下流に存在する遺伝子を検索するためDNA microarrayを行った。現在、興味深い遺伝子が複数見つかり解析を進めている。
In vitroでの解析の一方、in vivoでのNotchの働きを明らかにするため皮膚疾患におけるNotchの発現を調べた。その結果、一部の疾患においてその発現が大きく変化することを見出した。そこで皮膚疾患の発生とNotchの発現の変化の因果関係を明らかにするため、遺伝子導入マウスを作成する準備を現在進めている。

Research Products

• [Publications] Okuyama R, Rangarajan A, Talora C, et al.: "Notch signaling is a direct determinant of keratinocyte growth arrest and entry into differentiation"The EMBO Journal. 20. 3427-3436 (2001)