末梢神経損傷後の回復過程における分子機構の解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19500276
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 芝田 晋介 Keio University, 医学部, 助教 (70407089)
• Keywords: 末梢神経 / 再生医学 / Musashi / RNA結合タンパク質

Research Abstract

哺乳類Musashi1(Msi1)は神経幹細胞に強く発現するRNA結合蛋白質として同定され、Msi1と相同性の高い配列を持つMusashi2(Msi2)も同定された。神経系における機能を明らかにするためMsi2欠損マウスを作成し、解析を行ったところ、Msi2欠損マウスは有意な感覚神経障害を伴っていた。中枢から末梢神経系まで詳細な組織学的解析を行ったところ、背側神経節から脊髄への感覚神経細胞の線維が減少していた。Msi2に結合する標的因子をスクリーニングしたところPleiotrophin(Ptn)が同定された。Msi2はPtnのmRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後レベルで促進していた。また、in vitroにおいても神経軸索進展促進作用を担うPtnが下流調節因子であるか確認するため、背側神経節由来の細胞の初代培養系を用いた軸索進展作用を定量化し、遺伝子欠損マウスでその進展作用が低下していることを発見すると共に、電気穿孔法にて導入したMsi2によってその機能が回復すること、および、Ptnに対するsiRNAによって機能回復が再び失われることを確認した。また、Ptn遺伝子欠損マウスにおいても類似の症状が観察された。さらに末梢神経障害後の神経でPtnが上昇し、機能回復を促進することから、野生型およびMsi2の遺伝子欠損マウスでPtnの発現量の変化と機能回復の程度を解析した。その結果、Msi2の遺伝子欠損マウスでPtnの上昇が少なく、機能回復も有意に遅延した。このことから、Msi2およびPtnが特異的な感覚神経のネットワーク形成および末梢神経障害後の回復過程に重
要な役割を果たしていることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Visualization of peripheral nerve degeneration and regeneration : Monitoring with diffusion tensor tractography. (2009)
  • Author(s): Takagi T, Nakamura M, Yamada M, Hikishima K, Momoshima s, Fujiyoshi K, Shibata S, Okano HJ, Toyama Y, Okano H.
  • Journal Title: Neuroimage 44 Pages: 884-892
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Musashi-1, an RNA-binding protein, is indispensable for survival of photoreceptors (2008)
  • Author(s): Susaki K, Kaneko J, Yamano Y, Nakamura K, Inami w, Yoshikawa T, Ozawa Y, Shibata S, Matsuzaki O, Okano H, Chiba C
  • Journal Title: Experimental Eye Research 88 Pages: 347-355
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] spinal cord injury : emerging beneficial role of reactive astrocytes' migration. (2008)
  • Author(s): Renault-Mihara F, Okada s, Shibata S, Nakamura M, Toyama Y, Okano H.
  • Journal Title: Int J Biochem Cell Biol. 40 Pages: 1649-1653
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ontogeny and multipotency of neural crest-derived stem cells in mouse bone marrow, dorsal root ganglia, and whisker pad. (2008)
  • Author(s): Nagoshi N, Shibata S, Kubota Y, Nakamura M, Nagai Y, Satoh E, Morikawa s, Okada Y, Mabuchi Y, Katoh H, Okada s, Fukuda K, Suda T, Matsuzaki Y, Toyama Y, Okano H.
  • Journal Title: Cell Stem Cell. 2 Pages: 392-403
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of RNA binding protein Musashi-2 in mammalian nervous system development. (2008)
  • Author(s): SHIBATA S, SAKAKIBARASI, OKANO HJ, OKANO H
  • Organizer: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting "Axon Guidance, Synaptogenesis & Neural Plasticity"
  • Place of Presentation: New York, USA
  • Year and Date: 2008-09-13