L1CAM遺伝子異常を持つヒト神経幹細胞の特性解析と先天性水頭症の分子治療法開発

• 研究課題/領域番号: 16689025
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 脳神経外科学
• 研究機関: 独立行政法人国立病院機構(大阪医療センター臨床研究部) (2005-2006); 独立行政法人産業技術総合研究所 (2004)
• 研究代表者: 金村 米博 独立行政法人国立病院機構(大阪医療センター臨床研究部), 政策医療基盤技術開発研究室, 室員 (80344175)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円); 2006年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2005年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2004年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: L1CAM / 神経幹細胞 / 細胞接着 / Integrin αVβ5 / グリア細胞 / 分化 / 分泌因子 / コンドロイチン硫酸プロテオグリカン / 細胞凝集塊 / 増殖能 / マイクロアレー / 遺伝子発現解析 / 細胞接着因子

研究概要

(研究成果の概略)
1.Neurosphere法で培養したL1CAM遺伝子異常を有する神経幹細胞(XLH-hNSPC)のin vitroにおける分化能評価を実施した結果、XLH-hNSPCの形成するneurosphereはフラスコ面への接着能に大きな障害を有し、また接着起点からのグリア様細胞の遊走に大きな障害を有することを明らかにした。さらに分化してくるグリア様細胞において、そのGFAP発現が低下していることを明らかにした。
2.前年度までに実施してきた遺伝子発現解析をさらに進めた結果、XLH-hNSPCではintegrin α5、β5の発現が有意に低下しており、さらにintegrin αV、αVβ5を介した細胞接着能の障害が認められた。また、正常神経幹細胞と比較してABCB1、tenascin-C、ErbB2の遺伝子発現が低下し、ErbB3の発現が上昇していることを明らかにした。
3.XLH-hNSPCの樹立に使用されたヒト胎児脳組織の組織学的特徴を検討した結果、神経前駆細胞の遊走に大きな障害は見られず、脳組織構造にも明らかな障害は見られなかった。
(考察、結論)
XLH-hNSPCには正常L1CAM遺伝子の機能喪失に加え、neurosphere形成中の遺伝子発現、さらにグリア細胞への分化、成熟過程に異常が存在し、また分化後のグリア様細胞の遊走能にも障害があることが明らかになった。遺伝子発現解析から、その障害の分子メカニズムとして、integrinファミリーの機能障害に起因する接着性障害の関与が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of neurosphere size on the growth rate of human neural stem/progenitor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mori H, Ninomiya K, Kino-oka M, Shofuda T, Islam MO, Yamasaki M, Okano H, Taya M, Kanemura Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 84(8) ページ: 1682-1691
• [雑誌論文] Molecular mechanisms and neuroimageing criteria for severe L1 syndrome with X-linked hydrocephalus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kanemura Y, Okamoto N, Sakamoto H, Shofuda T, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • 雑誌名: Journal of Neurosurgery : pediatrics 105(5) ページ: 403-412
• [雑誌論文] The first case of L1CAM gene mutation identified in MASA syndrome in Asia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanemura Y, Takuma Y, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • 雑誌名: Congential Anomalies 45(2) ページ: 67-69
  • NAID: 10018085711
• [雑誌論文] Hydrocephalus and Hirschsprung's disease with a mutation of L1CAM. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okamoto N, Del Maestro R, Valero R, Monros E, Poo P, Kanemura Y, Yamasaki M.
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 49(6) ページ: 334-337
  • NAID: 10013132109
• [雑誌論文] The first case of L1CAM gene mutation identified in MASA syndrome in Japan.
  • 著者名/発表者名: Kanemura Y, Takuma Y, Kamiguchi H, Yamasaki M.
  • 雑誌名: Congenital Anomalies in press