| 研究概要 |
Notchシグナルは幹細胞の増殖と分化を担う基本シグナルの一つだが、そのメカニズムについては不明な点が多い。特にリガンド・受容体の発現がどのように分化を2方向性に制御しているのかがよく解明されていなかった。我々はNotch受容体タンパクにリガンドと同じ細胞上で結合できる特異な性質があることを証明し、これが2方向性分化で重要な役割を演じていることを解明した。Notchシグナルについての普遍的な機能で、硬組織のみならず神経細胞、内皮細胞分化での各現象にも説明を与える重要な発見である。
Kusa細胞についてはその分化能の特異性を解明するため、網羅的遺伝子発現解析を二つのmicroarray法を用いておこなった。その結果まず分化時には遺伝子の全般的な発現抑制があることを見いだした。これは従来言われている細胞分化でのmaster gene theory説とことなり、単一の遺伝子主導による分化促進でなく分化に関連しない遺伝子群の発現を抑制することで分化を逆に促進させる可能性を示唆する結果であった。またいくつかの遺伝子についてはkusa細胞分化時に発現が有意に上昇することを見いだした。その中にはNotchシグナルに関連すると思われる遺伝子も存在した。
Kusa細胞における遺伝子シグナル特にNotchシグナルについて解析を進めた。Kusa細胞におけるNotchシグナルに関係している遺伝子の発現を調べるとまず下流のHES1遺伝子発現が硬組織形成をする時一時的に高まり、他のNotchシグナルが動的に変化するらしいことがわかった。これらの結果をもとにNotch1構成発現型遺伝子(NICD)をKusa細胞に導入する実験を試みた。その結果得られた細胞株では硬組織形成がin vitro, in vivoともに著明に低下ないし遅延することがわかった。vivoでの骨組織を解析するとNICD発現をするKusaでは破骨細胞誘導がなく、わずかにできた骨様組織も骨梁形成がなく、きわめて未成熟だった。現在Kusa細胞でNotchシグナルがどのように活性化して分化を抑制するか解析中で、細胞外adaptor分子でnotchとも結合してシグナル刺激をするccn3/novに注目している。この遺伝子はKusaではきわめて強い発現をすることを確認しており、改変型の幾つかの遺伝子を導入することで分化に与える影響を調べている。
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