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哺乳動物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 10220205
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
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)

研究期間 (年度) 1998 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
54,600千円 (直接経費: 54,600千円)
2003年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2002年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2001年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
2000年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
1999年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1998年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
キーワードbHLH因子 / 神経前駆細胞 / ニューロン / グリア細胞 / 神経発生 / 網膜 / ノックアウトマウス / 脊髄 / Hes1 / オシレーション / 神経幹細胞 / 生物時計 / 2時間周期 / ネガティブフィードバック / ホメオボックス因子 / 狭部オーガナイザー / グリア / 運命決定 / レトロウイルスベクター / 神経分化 / Hes / bHLH / レトロウイルス / Notch / 標的遺伝子破壊 / 側方抑制
研究概要

哺乳動物の神経発生過程では、初め神経前駆紳胞が増殖のみを行うが、やがてニューロンに分化する。我々は今までに、神経前駆細胞の維持には抑制性bHLH因子Hes1,Hes3,Hes5が、ニューロンの分化には促進性bHLH因子Mash1,Ngn2,Math3,NeuroDが重要な役割を担うことを明らかにしてきた。しかしながら、多くのbHLH因子群は機能を代償しあうのでシングルやダブルノックアウトマウスでもまだ機能の代償がみられた。そこで、今回トリプルノックアウトを作製し、神経発生過程の異常を解析した。
その結果、Hes1-Hes3-Hes5トリプルノックアウトの脊髄では、胎生10.5日ですでに神経前駆細胞は消失し、すべて正常よりも早くニューロンに分化していた。このニューロンはすべて早く生まれるタイプのもので遅く生まれるものは無かった。また、グリア細胞や上衣細胞の形成は見られなかった。したがって、抑制性hHLH因子Hes1,Hes3,Hes5で脊髄のほぼすべての神経前駆細胞の維持を制御することが明らかになった。
続いて、促進性bHLH因子Mash1,Ngn2,Math3,NeuroDに注目し、トリプルノックアウトマウスを作製した。その結果、Ngn2-Math3-NeuroDトリプルノックアウトマウスの網膜では内顆粒層のインターニューロンのほぼすべてが消失していた。一方、Mash1-Math3-NeuroDトリプルノックアウトマウスの網膜では外顆粒層にある光受容細胞が著しく減少していた。したがって、促進性bHLH因子Mash1,Ngn2,Math3,NeuroDはお互いに機能を代償しあって網膜ニューロンの形成を制御することが明らかになった。

報告書

(6件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] Bessho, Y., et al.: "Periodic repression by the bHLH factor Hes7 is an essential mechanism for the somite segmentation clock"Genes & Dev.. 17. 1451-1456 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sakamoto, M., et al.: "The bHLH genes Hesr1/Hey1 and Hesr2/Hey2 regulate maintenanc of neural precursor cells in the brain."J.Biol.Chem.. 278. 44808-44815 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sumazaki, R., et al.: "Conversion of biliary system to pancreatic tissue in Hes1-deficient mice."Nature Genet.. 36. 83-87 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hatakeyama, L., et al.: "Retinal cell fate determination and bHLH factors."Seminars Cell Dev.Biol.. 15. 83-89 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takatsuka, K., et al.: "Roles of the bHLH gene Hes1 in retinal morphogenesis."Brain Res.. 1004. 148-155 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Miyoshi, G., et al.: "Identification of a novel bHLH gene, Heslike, and its role in GABAergic neurogenesis."J.Neurosci.. in press. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue, T., et al.: "Math3 and NeuroD regulate amacrine cell fate specification in the retina"Development. 129. 831-842 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Akiba, T., et al.: "Expression and regulation of the gene for arginase I in mouse salivary glands : requirement of CCAAT/enhancer-binding protein α for the expression in the parotid gland"J. Biochem.. 132. 621-627 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hirata, H., et al.: "Oscillatory expression of the bHLH factor Hes1 regulated by a negative feedback loop"Science. 298. 840-843 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hatakeyama, J., et al.: "Retrovirus-mediated gene transfer to retinal explants"Methods. 28. 387-395 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kunisato, A., et al.: "HES-1 preserves purified hematopoietic stem cells ex vivo and accumulates side population cells in vivo"Blood. 101. 1777-1783 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kayahara, T., et al.: "Candidate markers for stem and early progenitor cells, Musashi-1 and Hes1, are expressed in crypt base columnar cells of mouse small intestine"FEBS Letter. 535. 131-135 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Hirata, H., et al.: "Hes1 and Hes3 regulate maintenance of the isthmic organizer and development of the mid/hindbrain"EMBO J.. 20. 4454-4466 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hatakeyama, J., et al.: "Roles of homeobox and bHLH genes in specification of a retinal cell type"Development. 128. 1313-1322 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Satow, T., et al.: "The bHLH gene hesr2 promotes gliogenesis in mouse retina"J. Neurosci.. 21. 1265-1273 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Bessho, Y., et al.: "Dynamic expression and essential functions of Hes7 in somite segmentation"Genes & Dev.. 15. 2642-2647 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohtsuka, T., et al.: "Roles of Notch signaling in expansion of neural stem cells of the developing brain"J. Biol. Chem.. 276. 30467-30474 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue, T., et al.: "Math3 and NeuroD regulate amacrine cell fate specification in the retina"Development. 129. 831-842 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tomita,K., et al: "Mammalian achaete-scute and atonal homologs regulate neuronal versus glial fate determination in the central nervous system."EMBO J.. 19. 5460-5472 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hojo,M., et al.: "Glial cell fate specification modulated by the bHLH gene Hes5 in mouse retina."Development. 127. 2515-2522 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Bae,S.-K., et al.: "The bHLH gene Hes6, an inhibitor of Hes1, promotes neuronal differentiation."Development. 127. 2933-2943 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hirata,H., et al.: "Generation of structurally and functionally distinct factors from the bHLH gene Hes3 by alternative first exons."J.Biol.Chem.. 275. 19083-19089 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Satow,T., et al.: "The bHLH gene hesr2 promotes gliogenesis in mouse retina."J.Neurosci.. 21. 1265-1273 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Hatakeyama,J., et al.: "Roles of homeobox and bHLH genes in specification of a retinal cell type."Development. 128. 1313-1322 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 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.. 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 HLH gene Math1 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 Hes1 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 Hes1 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.: "Hes1 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 NeuroD-related factor." J.Neurochem.(発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2018-03-28  

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