哺乳類における摂食調節関連神経核とニューロンの発生過程を再現する培養法の開発

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22659334
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 今井 元 昭和大学, 医学部, 講師 (90291343)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 摂食調節 / 視床下部 / 神経核 / ニューロン / 全胚培養 / 器官培養 / 脊索前板 / MSHβ

Research Abstract

『視床下部の摂食調節中枢神経核群のパターン形成やニューロンの分化には、頭部中内胚葉による持続的な誘導作用が必須である』可能性が高い。しかしながら、哺乳類において、頭部中内胚葉による誘導、及び、摂食調節関連の神経核とニューロンの発生を連続して再現できる培養法は確立されていない。そこで、(1) 長期のラット全胚培養の後、引き続き、視床下部培養を行う長期器官培養法を確立し、(2) 培養脳をニッシェとして用いて、摂食調節ニューロンの再生法を確立することを本研究の目的とした。
まず、23年度の終了までに、前方中軸中内胚葉の除去実験によって、間脳の正常発生に必須であるShh, Fgf8, Bmp4と周囲の間葉のBmp2の発現が消失することを明らかにしており、また、全胚培養と器官培養の組み合わせ培養により腺性下垂体ホルモン(αMSH, ACTH,LHβ, TSHβ,αサブユニット)の発生が可能になる培養系を確立し、摂食調節神経核のパターン形成には頭部中内胚葉(脊索前板)が必須であることを明らかにした。しかしながら、ニューロンの分化過程では、酸素要求量が多いため、器官培養では正常に分化しなかった。そこで、血流を維持できる144時間の全胚培養によって視床下部の発生を再現する研究を開始し、120時間までの培養は80%以上(11/13, 10/12)で可能になり、また、頭部中内胚葉由来細胞の近傍でのPOMC産生細胞を発生する細胞の発生も確認された。しかしながら、144時間までに心拍動が失われた(生存数:4/13,2/12)。
そこで、24年度にはさらに培養条件の検討(ガス流量の適正化)を行なった結果、100%(12/12)が可能となり、144時間(8/12)の心拍動を維持できるようになった。現在、これらを用いて、摂食調節ニューロンの発生機構の解析と再生法の確立の検討を行っている。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。