サイトカインシグナルに基づく幹細胞の維持・分化制御機構の解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044247
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田賀 哲也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (40192629)
• 研究分担者: 中島 欽一 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (80302892)
• キーワード: 神経幹細胞 / 造血幹細胞 / AGM領域 / サイトカイン / gp130 / 分化 / アストロサイト / STAT3

研究概要

<造血幹細胞制御について>
1.造血細胞は、欠陥内皮細胞と起源を同じくする共通の前駆細胞であるヘマンジオブラストから分化してできると考えられているが、ヘマンジオブラストから造血細胞に至る分子生物学的なメカニズムはほとんど分かっていない。ヘマンジオブラストの存在が示唆されるマウス胎生9日の卵黄嚢由来のcDNAから、ヘマンジオブラストが存在しないとされる胎生13日の卵黄嚢由来のcDNAを差し引くことにより新規分子した。
2.上記で単離した新規分子の発現パターンを解析し、胎生期の造血組織の移行に相関する発現様式をとっていることを明らかにした。
3.同遺伝子をマウスとヒトの両方から単離してアミノ酸配列を比較したところN末側の領域では87%と非常に高い相同性を有していた
4.胎生145日目マウス終脳の神経上皮細胞にIL-6ファミリーのサイトカインとBMPファミリーのサイトカインならびにそれぞれの受容体コンポーネントが発現することをRT-PCRにより示し、gp130刺激性サイトカイン(IL-6ファミリーサイトカイン)とBMPファミリーサイトカインによる相乗的なアストロサイト分化誘導は普遍的な現象であることを示唆した。
<神経幹細胞制御について>
1.神経幹細胞を多く含むと考えられる胎生145日目マウス終脳神経上皮細胞の培養系においてIL-6ファミリーサイトカインとBMPファミリーのサイトカインが相乗的にアストロサイトに分化させることを見出した。
2.アストロサイトのマーカー蛋白GFAPの遺伝子について解析したところ、IL-6ファミリーサイトカインとBMPファミリーサイトカインそれぞれの下流の転写因子STAT3とSmad1が転写補助因子p300を会して複合体を形成することを証明した。
3.FGF-2は神経幹細胞の増殖と未分化状態の維持に作用することが知られている。FGF-2の下流で発現が制御される遺伝子の単離をDNAマイクロアレイ法により試みた。FGF-2の添加・非添加で変化する数十の候補クローンについて解析中である。

研究成果

• [文献書誌] M. Yanagisawa et al.: "Astrocyte differentiation of fetal neuroepithelial cells by interleukin-11 via activation of a common cytokine signal transducer, gp130, and a transcription factor, STAT3."J. Neurochem.. (in press). (2000)
• [文献書誌] J. Barasch et al.: "Mesenchymal to Epithelial Conversion in Rat Metanephros is induced by LIF."Cell. 99. 377-386 (1999)
• [文献書誌] P. Jeddi et al.: "The effect on immunoglobulin glycosylation of altering in vivo production of immunoglobulin G."Immunology. 98. 475-480 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Astrocyte differentiation mediated by LIF in cooperation with BMP2."FEBS Lett.. 457. 43-46 (1999)
• [文献書誌] M. Yanagisawa et al.: "STAT3-mediated astrocyte differentiation from mouse fetal neuroepithelial cells by mouse oncostatin M."Neurosci. Lett. 269. 169-172 (1999)
• [文献書誌] N. Kimura et al.: "A novel mammalian T-box-containing gene, Tbr2, expressed in mouse developing brain."Dev. Brain Res.. 115. 183-193 (1999)
• [文献書誌] N. Kimura et al.: "A brain region-specific gene product Lhx6.1 interacts with Ldb1 through tandem LIM-domains."J. Biochem.. 126. 180-187 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Developmental requirement of gp 130 signaling in neuronal survival and astrocyte differentiation."J. Neurosci.. 19. 5429-5434 (1999)
• [文献書誌] X. Sui et al.: "Soluble interleukin-6(IL-6) receptor with IL-6 stimulates megakaryopoiesis from human CD34+ cells through glycoprotein (gp)130 signaling."Blood. 93. 2525-2532 (1999)
• [文献書誌] A.Kamiya et al.: "Fetal liver development requires a paracrine action of oncostatin M through the gp130 signal transducer."EMBO J.. 18. 2127-2136 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Synergistic signaling in fetal brain by STAT3-Smad1 complex bridged by p300."Science. 284. 479-482 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Recent Research Developments in Neurochemistry edt by S.G. Pandalai, Research Signpost (Trivandrum),"gp130-stimulating cytokines: Its signaling mechanism and roles in the nervous systems.. 8 (1999)