神経特異的RNA結合タンパク質Huの神経分化誘導機序の解析

• 研究課題/領域番号: 16500206
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岡野 ジェイムス洋尚 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (90338020)
• 研究分担者: 岡野 栄之 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60160694)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: Hu / RNA結合タンパク質 / 傍腫瘍性脳脊髄症 / 翻訳調節 / 神経分化 / hnRNPK / 神経幹細胞 / hnRNP K / 遺伝子改変動物

研究概要

転写後調節によって細胞分裂および神経分化プロセスを制御するRNA結合タンパク質Huファミリーの機能解析を行った。組み換えアデノウイルスによるHu強制発現系を用いてHuと複合体を形成する因子の精製を試み、少なくとも複数のタンパク質(hnRNPK(RNA結合タンパク質)、NF45(RNA結合タンパク質複合体サブユニット)など)が全長HuとRNA非依存的に結合することを明らかにした。また生化学的手法によりhnRNPKおよびNF45はHuに直接結合していることが確かめられた。特にhnRNPKに関して細胞周期および神経分化に与える影響を調べた結果、hnRNPKはHuに結合するのみならず、Huの細胞周期抑制機能および神経分化促進機能の両方を量依存的に阻害することがわかった。さらにHuの下流標的分子でありHuによりタンパク質発現が促進されることが知られるCDK抑制因子p21CIP1mRNAの翻訳に対しても、hnRNPKが抑制的に働くことが示された。これらの結果は、神経幹・前駆細胞の分裂から神経分化へのスイッチングが、拮抗的に働く二つのRNA結合タンパク質によって制御されていることを示している。またHuDのノックアウトマウスは胎生期に三叉神経の発達に異常が認められる上、成体マウスは失調様運動障害を呈し、野生型に比べ寿命が短いことが明らかとなった。また野生型と比較してノックアウトマウス由来神経幹細胞は自己複製能の増強が見られ、逆に神経分化能が低下していることが明らかとなった。さらにBrdU/IdU二重標識法によりマウス胎児大脳皮質における分裂細胞プロファイルを詳細に調べたところ、ノックアウトマウスにおいては分裂休止細胞の数が減少し、逆にゆっくりと分裂する細胞が増加しており、in vivoにおいてもHuが細胞周期を抑制し神経分化を促進する機能を持つことが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of Hu and hnRNP K in neuronal differentiation through p21 mRNA post-transcriptional regulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Yano M.et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 280 ページ: 12690-12699
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RNA-binding protein HuD regulates neuronal cell identity and maturation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu W. et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 102 ページ: 4625-4630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Hzf Protein Regulates Dendritic Localization and BDNF-induced Translation of Typ1 Inositol 1, 4, 5-Trisphosphate Receptor mRNA. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iijima T. et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 102 ページ: 17190-17195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nedd9 protein, a Cas-L homologue, is upregulated and may remodel neurons after transient global ischemia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T. et al.
  • 雑誌名: Strokle 36 ページ: 2457-2462
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In vivo imaging of engrafted neural stem cells : its application in evaluating the optimal timing of transplantation for spinal cord injury (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada S, et al.
  • 雑誌名: FASEB J. 19 ページ: 1839-1841
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel marker for Purkinje cells, KIAA0864 protein. An analysis based on a monoclonal antibody HFB-16 in developing human cerebellum. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y. et al.
  • 雑誌名: J. Histochem. Cytochem. 53 ページ: 423-430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Hu and hnRNP K in neuronal differentiation through p21 mRNA post-transcriptional regulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Yano M, Okano HJ, Okano H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 280 ページ: 12690-12699
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RNA-binding protein HuD regulates neuronal cell identity and maturation (2005)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu W, Fujihara H, Mitsuhashi T, Yano M, Shibata S, Hayakawa Y, Okano HJ, Sakakibara S, Takano H, Takano T, Takahashi T, Noda T, Okano H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 102 ページ: 4625-4630
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Hzf Protein Regulates Dendritic Localization and BDNF-induced Translation of Type1 inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor mRNA (2005)
  • 著者名/発表者名: Iijima T, Imai T, Kimura Y, Bernstein A, Okano HJ, Yuzaki M, Okano H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 102 ページ: 17190-17195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nedd9 protein, a Cas-L homologue, is upregulated after transient global ischemia in Rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Iwata S, Okano HJ, Urasaki Y, Hamada J, Tanaka H, Dang NH, Okano H, Morimoto C.
  • 雑誌名: Stroke. 36 ページ: 2457-2462
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] In vivo imaging of engrafted neural stem cells : its application in evaluating the optimal timing of transplantation for spinal cord injury. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okada S, Ishii K, Yamane J, Iwanami A, Ikegami T, Kato H, Iwamoto Y, Nakamura M, Miyoshi H, Okano HJ, Contag CH, Toyama Y, Okano H.
  • 雑誌名: FASEB J. 19 ページ: 1839-1841
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel marker for Purkinje cells, KIAA0864 protein. An analysis based on a monoclonal antibody HFB-16 in developing human cerebellum. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y, Yamamoto M, Oda E, Kanemura Y, Kodama E, Yamamoto A, Yamamoto H, Miyado K, Okano HJ, Fukagawa R, Higaki K, Yamasaki M, Okano H
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem. 53 ページ: 423-430
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of Hu and hnRNP K in neuronal differentiation through p21mRNA post-transcriptional regulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Yano M.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 280 ページ: 12690-12699
• [雑誌論文] Hzf Protein Regulates Dendritic Localization and BDNF-induced Translation of Type1 Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor mRNA. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iijima T. et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 102 ページ: 17190-17195
• [雑誌論文] Neural stem/progenitor cell transplantation for spinal cord repair, optimal timing of transplantation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iwanami A. et al.
  • 雑誌名: Progress in Neurological Surgery. 18 ページ: 104-123
• [雑誌論文] Implantation of dendritic cells in the injured adult spinal coed results in activation of the endogenous neural/progenitor cells for den novo neurogenesis and axonal regeneration, leading to functional recovery. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mikami Y. et al.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 76 ページ: 453-465
• [雑誌論文] Involvement of Hu and hnRNP K in neuronal differentiation through p21 mRNA post-transcriptional regulation.
  • 著者名/発表者名: Yano M.et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem (In press)
• [雑誌論文] RNA-binding protein HuD regulates neuronal cell identity and maturation.
  • 著者名/発表者名: Akamatsu W. et al.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. (印刷中)
• [雑誌論文] Nedd9 protein, a Cas-L homologue, is upregulated and may remodel neurons after transient global ischemia.
  • 著者名/発表者名: Sasaki T. et al.
  • 雑誌名: Stroke (印刷中)
• [雑誌論文] A novel marker for Purkinje cells, KIAA0864 protein. An analysis based on a monoclonal antibody HFB-16 in developing human cerebellum.
  • 著者名/発表者名: Nakamura Y. et al.
  • 雑誌名: J.Histochem.Cytochem. (印刷中)
• [図書] Tissue Stem Cells; Biblogy & Applicatibns. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okano H. et al.
  • 総ページ数: 383
  • 出版者: Taylor & Francis Group, New York
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Tissue Stem Cells ; Biology & Applications. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okano H. et al.
  • 総ページ数: 383
  • 出版者: Taylor & Francis Group, New York