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細胞膜レセプターNotchファミリーに属する遺伝子は、隣接する細胞の分化を抑制することによって幹細胞の細胞運命を制御する。マウスNotch4は、血管内皮細胞で特異的に発現が認められ、胚発生において、造血幹細胞から血球系と血管内皮系への細胞分化を司る遺伝子として機能していると考えられている。本研究は、マウスNotch4の生体内での機能とそのシグナル伝達経路を明らかにすることによって、造血幹細胞の発生分化のメカニズムを解明し、広く幹細胞の発生分化の制御機構を明らかにすることが目的である。そのために、以下のアプローチを試み、いくつかの成果を得たので報告する。
1.Notch4の胚発生での機能解析を目的としたジーンターゲッティングを試み、キメラマウスの作成に成功したが、まだヘテロ欠損マウスの産出には至っていない。2.ES細胞から造血幹細胞、血球・血管内皮細胞が分化する過程で、Notch4の強制発現実験を行った。各種マーカー遺伝子の発現から、Notch4は、初期段階の分化抑制、ならびに造血幹細胞から血球・血管内皮細胞への分化過程において、血球系細胞への特異的な分化抑制に関わっていることが見いだされた。3.正常H1ES細胞とNotch4を強制的に発現するH1/26細胞を用いて、ディファレンシャルディスプレイ法で差次的な発現を示す遺伝子の体系的なクローニングを試み、複数の候補遺伝子クローニングに成功した。
これらの結果は、予備的ではあるが、Notch4が造血幹細胞の発生分化に直接に関わっていること、造血幹細胞での血球系・血管内皮系への細胞系譜の分離において、側方抑制のメカニズムが働いていることを示している。またこれらの結果は、哺乳動物における幹細胞の自己複製過程と分化決定機構を制御する上で、Notchシグナルの重要性を示唆している。
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