中枢神経細胞の運命決定機構メカニズムの解明

• Project/Area Number: 12780611
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 山田 真久 理化学研究所, 細胞培養技術開発チーム, 研究員 (60321832)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2001: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: BMP / ジーンターゲティング / ALK3 / 大脳皮質 / BMP-2 / 4 / creリコンビナーゼ / loxp / Z / APマウス

Research Abstract

神経幹細胞から成熟細胞への分化、更に成熟した神経系細胞に至る時間軸上で神経細胞ネットワーク機能構築に対するBMPシグナリングを介した細胞内のダイナミックな遺伝子のスィッチのオン、オフがどのように制御されているか明らかにしたいと考えた。
そこで、組織特異的ジーンターゲティング法を用いて時期、組織特異的にBMP-2/4分子の受容体であるALK3遺伝子を欠損させる手法を用い大脳皮質を構成する神経系細胞の一生にBMPシグナリングがどのように関与するか検討した。当初、神経幹細胞にレトロウイルスを用いてcreリコンビナーゼを発現させたが、十分な発現量が得られなかった。そこで、Emxlプロモーターによって大脳皮質特異的にcreリコンビナーゼを発現するトランスジェニックマウスとのかけ合わせをした。このマウスに於いては、大脳皮質層構造の形成、さらにルシファーイエローを注入した錐体細胞の形態になんら異常を認めなかった。以上のことから、神経細胞の成熟過程にALK3受容体は必須でないと考えられた。一方、血管周囲の細胞が特異的に細胞死を起こしていることが認められた。このマウスでは、神経幹細胞からグリア細胞への運命決定機構には何ら異常がないことから、細胞の生存維持機構にALK3受容体を介したBMPが機能していることが示唆された。
今後、血管内皮やアストログリアなどの形態を詳細に解析し、血管からのエネルギーの取り込みが神経活動に及ぼす影響を検討する。