Mechanisms of glial development

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K06719
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 島崎 琢也 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (00324749)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 神経幹細胞 / グリア / 分化 / マーカー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は神経幹細胞が発生の進行とともにグリア細胞へ分化しやすくなる機構の解明を目指したものであり、未だその存在が明らかでないグリア前駆細胞、あるいは幹細胞がグリアへ分化する遷移状態を捉える方法の開発を目的として行われた。我々が開発したマウスES細胞からの神経幹細胞(NSC)分化誘導系では、NSCを含む前駆細胞群をneurosphere法という細胞凝集塊を形成する浮遊培養系によって選択的に培養増殖させることが可能であるが、その1次neurosphereはほとんどニューロンにのみ分化し、継代培養を繰り返すことによってグリアへの分化が優位になっていく。この分化能変化には核内受容体の一種であるCOUP-TFI/IIの発現上昇が必須であり、その下流でマイクロRNAの一種であるmiR-17/106の発現抑制が必要であり、グリア分化優位になったneurosphereにmiR-17/106を強制発現すると神経分化優位に戻り、逆に1次neurosphereにmiR-17/106によって発現が抑制されるp38 MAP-Kinaseを強制発現させるとグリア分化能が現れる。そこで、miR-17の強制発現、Coup-tfI/IIのノックダウンの有無、およびp38の強制発現によって変化する遺伝子発現の比較解析とin situ hybridizationによる発現解析により、グリア前駆細胞、もしくは神経幹細胞のグリアへの分化の指標となるマーカー遺伝子候補として、内向き整流性K+チャネルの一種であるKcnj16を同定した。そして、この遺伝子発現を模倣するようにKusabira Orange(KO)と遺伝子組換え因子の１つであるCre遺伝子を同時に発現するマウスES細胞を、遺伝子ノックイン(KI)によって作成し、in vitro分化系を用いてKO発現細胞の細胞系譜を調べたところ、神経系前駆細胞の一部と分化したグリア細胞に特異的に発現していた。このことから、このレポーター系が神経幹細胞がグリア前駆細胞へ分化していく遷移状態を捉えるのに有用であることが示唆された。