中脳での細胞増殖と神経分化の制御機構

• 研究課題/領域番号: 13138201
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 渡邉 裕二 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助手 (80301042)
• 研究分担者: 平田 たつみ 国立遺伝学研究所, 総合遺伝研究系, 助教授 (80260587) ; 若松 義雄 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (60311560)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 80,300千円 (直接経費: 80,300千円); 2004年度: 19,300千円 (直接経費: 19,300千円); 2003年度: 19,700千円 (直接経費: 19,700千円); 2002年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円); 2001年度: 21,300千円 (直接経費: 21,300千円)
• キーワード: 発生 / 神経分化 / 中脳 / 免疫グロブリンスーパーファミリー / 細胞増殖 / 中枢神経 / 神経幹細胞 / 神経 / 神経堤 / 中脳後脳境界 / エレクトロポレーション / 軸索 / 滑車神経 / 軸索誘導

研究概要

中脳での細胞増殖と神経分化にはたらく新規遺伝子としてprotogenin(プロトジェニン;以下pgn)を同定した。Pgnは免疫グロブリンスーパーファミリーに属し、4つのIgドメインと5つのFNIIIドメインを細胞細胞外領域に持つ膜分子である。その構造は軸索誘導因子netrinやRGMaの受容体であるDCCやneogeninに類似しており同じsubfamilyに属することから、Pgnも細胞外領域で他のタンパク質と相互作用すると考えられる。Pgnと類似した細胞外ドメイン(6つのIgドメインと4つのFNIIIドメイン)をもつF3/contactinは直接Notchと結合してオリゴデンドロサイトの分化を制御することが知られていることから、PgnについてもNotchと直接結合する可能性がある。
pgn遺伝子の主要な発現は中枢神経系初期発生の脳室層に限局し、神経分化とともに減衰することから、Pgn分子は神経上皮細胞の膜上に存在し、タンパク質間の相互作用に働くと考えられる。siRNAによるin vivoでのpgn遺伝子サイレンシング実験では、神経幹細胞の維持に働くHes5遺伝子の発現が抑制され、神経分化が昂進することから、Pgnは細胞間相互作用を介して神経上皮細胞を未分化に維持するのに働くと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Systematic screening and identification of antigens recognized by monoclonal antibodies raised against the developing lateral olfactory tract (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki, T., Takagi, Y., Yamatani, H., Hirata T.
  • 雑誌名: J.Neurobiol. 62・3 ページ: 330-340
• [雑誌論文] Navigation of trochlear axons along the midbrain-hindbrain boundary by neuropilin 2 (2004)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y., Toyoda, R., Nakamura H.
  • 雑誌名: Development 131・3 ページ: 681-692
• [雑誌論文] Gain- and loss-of-function in chick embryos by electroporation (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, H., Katahira, T., Sato, T., Watanabe, Y., Funahashi, J.-i.
  • 雑誌名: Mech.Dev. 121・9 ページ: 1137-1143
• [雑誌論文] Multiple roles of Sox2, an HMG-box transcription factor in avian neural crest development (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakamatsu, Y., Endo, Y., Osumi, N., Weston, J.A.
  • 雑誌名: Dev.Dyn. 229・1 ページ: 74-86
• [雑誌論文] Expression of a novel secreted factor, Seraf indicates an early segregation of Schwann cell precursors from neural crest during avian development (2004)
  • 著者名/発表者名: Wakamatsu, Y., Osumi, N., Weston, J.A.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 268・1 ページ: 162-173
• [雑誌論文] Chronotopic organization of olfactory bulb axons in the lateral olfactory tract (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamatani, H., Sato, Y, Fujisawa, H., Hirata T.
  • 雑誌名: J.Comp.Neurol. 475・2 ページ: 247-260
• [文献書誌] Watanabe, Y., Toyoda, R., Nakamura, H.: "Navigation of trochlear motor axons along the midbrain-hindbrain boundary by neuropilin-2"Development. 131・3. 681-692 (2004)
• [文献書誌] Endo, Y., Osumi, N., Wakamatsu, Y.: "Deltex/Dtx mediates NOTCH signaling in regulating Bmp4 expression for cranial neural crest formation during avian development."Dev Growth Differ.. 45・3. 241-248 (2003)
• [文献書誌] Wakamatsu, Y., Endo, Y., Osumi, N., Weston, J.A.: "Multiple roles of Sox2, an HMG-box transcription factor in avian neural crest development."Dev Dyn.. 229・1. 74-86 (2004)
• [文献書誌] Wakamatsu, Y., Osumi, N., Weston, J.A.: "Expression of a novel secreted factor, Seraf indicates an early segregation of Schwann cell precursors from neural crest during avian development."Dev.Biol.. (in press).
• [文献書誌] 渡邉 裕二: "脳の領域化と細胞多様性構築"Brain Medical. 14・4. 22-27 (2002)
• [文献書誌] Endo, Y., Osumi, N., Wakamatsu, Y.: "Bimodal functions of Notch-mediated signaling are involved in neural crest formation during avian ectoderm development"Development. 129. 863-873 (2002)
• [文献書誌] Endo, Y., Osumi, N., Wakamatsu, Y.: "Bimodal functions of Notch-mediated signaling are involved in neural crest formation during avian ectoderm development"Development. 129. 863-873 (2002)