2011 Fiscal Year Annual Research Report
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20240029
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
斎藤 哲一郎 千葉大学, 大学院・医学研究院, 教授 (00202078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
室山 優子 千葉大学, 大学院・医学研究院, 特任講師 (20422248)
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| Keywords | 遺伝子 / 細胞・組織 / 神経科学 / 脳・神経 / 発生・分化 / 脊髄 / 小脳 / ホメオボックス |
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| Research Abstract |
脊髄と小脳の発生における共通点を軸に、神経細胞の誕生から神経回路網の形成を制御する普遍的プログラムを解明すべく、神経細胞の分化で中心的な役割を果たすことを研究代表者等が発見したBar型ホメオボックス遺伝子のMbh1とMbh2の下流で働く因子間ネットワークを中心に、脊髄と小脳の相互比較の研究を行った。昨年度までの研究により、脊髄の交連神経細胞ではMbh1やMbh2の下流でLIM型ホメオボックス遺伝子のLhx2とLhx9の転写が一過的に誘導され、Lhx2は交連神経マーカーのTag1やRoboの阻害因子として軸索の方向を制御するRig1の転写を誘導することを明らかにしてきた。このLhx2とLhx9の一過的発現は、脊髄発生の時期に依存し、遅い時期ではMbh1やMbh2で誘導できないことが明らかとなり、細胞内に何らかの時計があることが示された。一方、小脳においてもLhx2とLhx9の発現はMbh1やMbh2で異所的に誘導できるが、時期依存性は脊髄と異なり、細胞が持つ時計の進行速度が小脳と脊髄で異なることが初めて示唆された。さらに、Mbh1とMbh2は小脳でLhx5の発現を抑制するが、脊髄ではLhx5を抑制せず、Lhx5の制御機構が小脳と脊髄で異なることが示され、Mbh1とMbh2からLhx2やLhx9へのカスケードは脊髄と小脳で共通するが、Mbh1とMbh2からLhx5へのカスケードは両者で異なることも明らかとなった。
また、Mbh1とMbh2の下流ではセマフォリン受容体Nrp2やネトリン受容体Dccの発現が誘導されるが、これらの誘導にはLhx2とLhx9が介在しないことが明らかになるとともに、Dccの発現はmRNAの5'配列により翻訳レベルで制御され、この制御にも細胞内の時計が関与することが示唆された。
以上の研究により、脊髄と小脳の神経細胞の分化機構における共通性と特異性が分子レベルで初めて解明されるとともに、分化を制御する細胞内時計の重要性が示唆された。
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