Cre/loxpアデノウイルスによる細胞特異的発現システムの中枢神経再生への応用

• Project/Area Number: 13780609
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 涛川 一彦 (濤川 一彦) 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (50312468)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: アデノウィルス / 神経再生 / 脊髄損傷 / 遺伝子導入 / アストロサイト特異的プロモーター / グリア瘢痕 / Cre / loxP / 組織特異的プロモーター

Research Abstract

中枢神経が損傷されると、炎症応答によって損傷部位でアストロサイトが増殖・瘢痕化し、神経突起の再生が阻害され、ニューロンを細胞死にいたらしめると考えられている。そこで、本研究ではアデノウィルスベクターを用いて、このグリア瘢痕を効率的に取り除き、損傷中枢神経機能再建を目指すアプローチを遂行した。中枢神経損傷モデルとして脊髄損傷動物を用い、その損傷部位にCre/loxP誘導性のアデノウィルスを感染させ、アストロサイト特異的GFAPプロモーターで自殺遺伝子(チミジンキナーゼ:TK)を発現させ、増殖アストロサイトを細胞死にいたらしめ、グリア瘢痕を効率的に取り除く。一方、このウィルスベクターは、アストロサイト以外の細胞(特にニューロン)に生存・再生促進因子であるBDNFを発現する。平成14年度は既に作成済みのアストロサイト特異的Cre発現アデノウィルス、及びBDNFをスタッファー配列に持つTK発現loxPアデノウィルスを大脳皮質ニューロングリアの共培養の系で感染させTKがアストロサイトで、BDNFがニューロンやオリゴデンドロサイトに特異的に発現することの確認を前年度に引き続き行った。さらに、その共培養の系でBDNFがニューロンに対して生存・突起伸展活性を持ち、一方でアストロサイトが細胞死に陥ることを確認した。さらに現在、平成13年度までに確立済みの脊髄損傷モデル(赤核脊髄路損傷ラット)損傷部位へのウィルスベクター投与を進めており、ウィルス感染ラットでグリア瘢痕の除去や損傷ニューロンの再生軸索の形態的変化等を組織学的な手法で解析し、更には行動評価によって機能的回復を評価する事によって神経再生への効果を詳細に検討中である。

Research Products

• [Publications] Aoki S, Su QN, Hang L, Nishikawa K, Ayukawa K, Hara Y, Namikawa K, Kiryu-Seo, S, Kiyama H, Wada K: "Identification of a novel axotomy-induced glycosylated protein, AIGP1, possibly involved in cellular apoptosis triggered by ER-Golgi stress"J Neurosci. 22(24). 10751-10760 (2002)
• [Publications] Honma M, Namikawa K, Mansur K, Iwata T, Mori N, Iizuka H, Kiyama H: "Developmental alteration of nerve injury induced glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) receptor expression is crucial for the determination of injured motoneuron fate"J Neurochem. 82(4). 961-975 (2002)
• [Publications] Iwata T, Namikawa K, Honma M, Mori N, Yachiku S, Kiyama H: "Increased expression of mRNAs for microtubule disassembly molecules during nerve regeneration"Mol Brain Res. 102(1-2). 105-109 (2002)
• [Publications] Takahashi H, et al.: "In vitro and in vivo transfer of bc1-2 gene into keratinocytes suppresses UVB-induced apoptosis"Photochem Photobiol. 74(4). 579-586 (2001)
• [Publications] Iida N, et al.: "Requirement of Ras for the activation of mitogen-activated protein kinase by calcium influx, cAMP, and neurotrophin in hippocampal neurons"J Neurosci. 21(17). 6459-6466 (2001)
• [Publications] Takahashi H, et al.: "Expression of human cystatin A by keratinocytes is positively regulated via th Ras/MEKK1/MKK7/JNK signal transduction pathway but negatively regulated via th Ras/Raf-1/MEK1/ERK pathway"J Biol Chem.. 276(39). 36632-36638 (2001)
• [Publications] Matsuzaki H, et al.: "Vascular endothelial growth factor rescues hippocampal neurons from glutamate-induced toxicity : signal transduction cascades"FASEB J.. 15(7). 1218-1220 (2001)
• [Publications] Abe K, et al.: "Inhibition of Ras extracellular-signal-regulated kinase (ERK) mediated signaling promotes ciliary neurotrophic factor (CNTF) expression in Schwann cells"J Neurochem.. 77(2). 700-703 (2001)
• [Publications] Mitsuda N, et al.: "Activated cAMP-response element-binding protein regulates neuronal expressio of presenilin-1"J Biol Chem.. 276(13). 9688-9698 (2001)