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神経系の発生過程では、ニューロン・グリアの共通の前駆細胞である神経幹細胞の領域特異化がおこり、これに従って特定の性質をもったニューロン・グリアが規則正しく分化する。一方、種々の脳神経疾患においては、しばしば特定のニューロンの特異的な変性、脱落がその原因となっている。従ってニューロンの特異性決定の機構の解析は、本特定領域研究班の重要な課題のひとつである。本研究では、試験管内培養系ならびに損傷組織内での挙動の解析を通じて、成体脊髄および海馬に存在する神経前駆細胞の分子レベルでの特異性とその再生能について解析した。
まず、神経前駆細胞が成体脊髄実質部に広範に存在することを明らかにした。さらに、胸髄完全切断モデルを用いた解析から、神経前駆細胞が損傷に応答して組織内で増殖し、その特異性を反映すると考えられる特異的な転写制御因子を発現することを見出した。また、損傷組織内では前駆細胞からのニューロン新生が制限されており、この過程にNotchシグナル伝達系が.関与することを明らかにした。
また、成体脳内の神経前駆細胞の特異的な再生能を明らかにするため、一過性全脳虚血ラットをモデルとした解析をおこなった。虚血損傷に応答して脳内の神経前駆細胞は増殖、移動、分化し、特に海馬領域ではCA1錐体ニューロンを一部再生することを見出した。これらの前駆細胞は、脊髄と同様に特異的な転写制御因子を発現し、特異的なニューロンへと分化する能力を保持していた。さらに、虚血後に前駆細胞により再生されたニューロンはシナプス形成を介して既存の神経回路に組み込まれ、虚血によって傷害される海馬依存的な空間学習・記憶機能の回復に貢献していることを明らかにした。
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