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哺乳類の神経分化を制御する細胞内分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 09470030
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医化学一般
研究機関京都大学

研究代表者

影山 龍一郎  京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80224369)

研究分担者 影山 龍一郎  京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80224369)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
1999年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1998年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1997年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
キーワードNotch / Hes / bHLH / ニューロン / グリア / 神経前駆細胞 / レトロウイルス / ノックアウトマウス / 神経分化 / 標的遺伝子破壊 / 側方抑制 / ヘリックス・ループ・ヘリックス / Mash1
研究概要

哺乳動物の神経発生過程では、初期には未分化神経前駆細胞が維持されるが、後期にはこれらの細胞からニューロンやグリア細胞が分化し、複雑な脳神経系が形成される。我々は、この過程の細胞内分子機構を明らかにするために、bHLH因子に注目し解析を行った。膜蛋白Notchは未分化状態の維持に重要であるが、Notchが活性化されると抑制性bHLH因子Hes1およびHes5の発現が増加した。Notchの機能にHes1やHes5が必要かどうかをしらべるためにHes1欠損マウス、Hes5欠損マウス、Hes1-Hes5ダブル欠損マウスから神経前駆細胞を調製し、活性型Notchを発現させた。その結果、Hes1かHes5のどちらかが欠損してもNotchによる分化抑制がみられたのに対して、両方が欠損するとNotchによる分化抑制はかなり解除された。すなわち、Hes1およびHes5はNotchの必須のエフェクターとして初期の未分化細胞の維持に関わることが示された。次に、後期の発生過程におけるbHLH因子の機能をしらべた。後期では、Hes5は分化しつつあるグリア細胞に特異的に発現しており、さらにレトロウイルスを用いてHes5を強制発現させるとグリア細胞への分化が誘導された。逆に、Hes5欠損マウスではグリア細胞数が減少した。一方、Hes1はニューロンやグリア細胞への分化を抑制し、前駆細胞の状態を維持した。また、ニューロンに特異的に発現するbHLH因子Math3やMash1を強制発現させると前駆細胞からニューロンへの分化を促進し、グリア細胞への分化を抑制した。以上の結果から、神経前駆細胞の維持、前駆細胞からニューロンへの分化、前駆細胞からグリア細胞への分化のいずれもがbHLH因子によって抑制されることが明らかとなった。これらbHLH因子間のバランスが分化のタイミングや正常なニューロン・グリア細胞数比に重要であることが示された。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] Takebayashi,K. et al.: "Conversion of ectoderm into a neural fate by ATH-3, a vertebrate basic helix-loop-helix gene homologous to Drosophila proneural gene atonal"EMBO J.. 16. 384-395 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kageyama,R. et al.: "Helix-loop-helix factors in growth and differentiation of the nervous system"Curr.Op.Genet.Dev.. 7. 659-665 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuda,H. et al.: "Structure and promoter analysis of Math3 gene atonal : neural-specific expression by dual promoter elements"J.Biol.Chem.. 273. 6327-6333 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohtsuka,T., et al.: "Hes1 and Hes5 as Notch effectors in mammalian neuronal differentiation"EMBO J.. 18. 2196-2207 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isaka,F., et al.: "Ectopic expression of the bHLH gene Math1 disturbs neural development"Eur.J.Neurosci.. 11. 2582-2588 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomita,K., et al.: "The bHLH gene Hes1 is essential for expansion of early T cell precursors"Genes & Dev.. 13. 1203-1210 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takebayashi, K.et al.: "Conversion of ectoderm into a neural fate by ATH-3, a vertebrate basic helix-loop-helix gene homologous to Drosophila proneural gene atonal."EMBO J.. 16. 384-395 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kageyama, R.et al.: "Helix-loop-helix factors in growth and differentiation of the nervous system."Curr. Op. Genet. Dev.. 7. 659-665 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuda, H.et al.: "Structure and promoter analysis of Math3 gene, a mouse homolog of Drosophila proneural gene atonal : neural-specific expression by dual promoter elements."J. Biol. Chem.. 273. 6327-6333 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohtsuka, T.,et al.: "Hesl and Hes5 as Notch effectors in mammalian neuronal differentiation."EMBO J.. 18. 2196-2207 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isaka, F.,et al.: "Ectopic expression of the bHLH gene Math1 disturbs neural development."Eur. J. Neurosci.. 11. 2582-2588 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomita, K.,et al.: "The bHLH gene Hes1 is essential for expansion of early T cell precursors."Genes 」ヲ Dev.. 13. 1203-1210 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohtsuka T.et al.: "Hesl and Hes5 as Notch effectors in mammalian neuronal differentiation"EMBO J.. 18. 2196-2207 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Isaka F.et al.: "Ectopic expression of the bHLH gene Mathl disturbs neural development"Eur.J. Neurosci.. 11. 2582-2588 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Tomita K.et al.: "The bHLH gene Hesl is essential for expansion of early T cell precursors"Genes & Dev.. 13. 1203-1210 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Konishi Y.et al.: "Transcriptional regulation of mouse type 1 inositol 1.4.5-triphosphate receptor gene by NeuroD-related factor"J. Neurochem.. 72. 1717-1724 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura Y.et al.: "The bHLH gene Hesl as a repressor of the neuronal commitment of CNS stem cells"J. Neurosci.. 20. 283-293 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Jensen J.et al.: "Control of endodermal endocrine development by HES-1"Nature Genet.. 24. 36-44 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ohtsuka,T., et al.: "Hesl and Hes5 as Notch effectors in mammalian neuronal differentiation." EMBO J.(発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuda,H., et al.: "Structure and promoter analysis of Math3 gene, a mouse homolog of Drosophila proneural gene atonal: neural-specific expression by dual promoter elements." J.Biol.Chem.273. 6327-6333 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nishimura,M., et al.: "Structure, chromosomal locus and promoter of mouse Hes2 gene, a homologue of Drosophila hairy and Enhancer of split." Genomics. 49. 69-75 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ohtsuka,T., et al.: "Regulated expression of neurogenic basic helix-loop-helix transcription factors during differentiation of the immortalized neuronal progenitor cell line HC2S2 into neurons." Cell Tissue Res.293. 23-29 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Konishi,Y., et al.: "Transcriptional regulation of mouse type 1 inositol 1,4,5-triphosphate receptor gene by Neuro D-related factor." J.Neurochem.(発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takebayashi,K.et al.: "Conversion of ectoderm into a neural fate by ATH-3,a vertebrate basic helix-loop-helix gene homologous to Drosophila proneural gene atonal." EMBO J.16. 384-395 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Matsue,M.et al.: "Helix-loop-helix-type transcription factor(HES-1)is expressed in osteoblastic cells,suppressed by 1,25(OH)_2 vitamin D_3,and modulates 1,25(OH)_2 vitamin D_3 enhancement of osteopontin gene expression." Bone. 20. 329-334 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kageyama,R.et al.: "Helix-loop-helix factors in growth and differentiation of the nervous system." Curr.Opin.Genet.Dev.7. 659-665 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kageyama,R.et al.: "bHLH transcription factors and mammalian neuronal differentiation." Int.J.Biochem. Cell Biol.(発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuda,H.et al.: "Structure and promoter analysis of Math3 gene,a mouse homolog of Drosophila proneural gene atonal : neural-specific expression by dual promoter elements." J.Biol.Chem.(発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Nishimura,M.et al.: "Structure,chromosomal locus and promoter of mouse Hes2 gene,a homologue of Drosophila hairy and Enhancer of split." Genomics. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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