アポトーシス抵抗性神経幹細胞の分化・増殖および神経機能再生能への応用に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13558093
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 吉田 裕樹 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教授 (40260715)
• 研究分担者: 中島 欽一 熊本大学, 発生医学研究センター, 助教授 (80302892)
• キーワード: Apaf1 / ニューロン / アポトーシス

研究概要

これまで、ミトコンドリア依存性アポトーシスにおけるアダプター分子Apaf1を欠損するマウスを作成し、Apaf1が胎仔脳に強く発現することやApaf1欠損胎仔ではニューロンのアポトーシスが生じずニューロンの蓄積による脳の変形が生じることを報告してきた。本研究の目的は、アポトーシス抵抗性ニューロン(または神経幹細胞)による神経機能再生を念頭に置き、Apaf1欠損神経上皮細胞やニューロンに様々なアポトーシス誘導刺激を加え、アポトーシス抵抗性を指標に、これらの細胞におけるミトコンドリア依存性アポトーシスの関与を解析することである。
Apaf1欠損胎仔よりえたニューロンをbFGF存在下で4日培養し、この後抗がん剤エトポシドやキナーゼ阻害剤スタウロスポリンで刺激したところ、Apaf1欠損細胞では野生型に比べ細胞死抵抗性、およびカスパーゼ活性化の低下がみられ、これらの刺激によりApaf1依存性アポトーシスが活性化することが示された。さらに、同じ細胞にNMDA刺激を加え興奮性細胞死を誘導したところ、Apaf1欠損細胞において若干の細胞死抵抗性が見られ、NMDA刺激によるカルシウム上昇依存性の細胞死にもApaf1の関与が示唆された。さらに、同じ細胞に小胞体ストレス刺激を誘導する目的でthapsigarginを加えたところ、やはりApaf1欠損細胞において細胞死抵抗性が見られた。小胞体ストレスにおいては、カスパーゼ12が活性化することが報告されているが、詳細なアポトーシス誘導機構は明らかではないため、カルシウム依存性アポトーシス誘導経路とともにApaf1を介したアポトーシス経路の関与を詳細に解析していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Yanagisawa M他: "Fate alteration of neuroepithelial cells from neurogenesis to astrocytogenesis by bone morphogenetic proteins"Neurosci Res. 41(4). 391-396 (2001)
• [文献書誌] Takizawa T他: "DNA methylation is a critical cell-intrinsic determinant of astrocyte differentiation in the fetal brain"Dev Cell. 1(6). 749-758 (2001)
• [文献書誌] Yanagisawa M他: "Inhibition of BMP2-induced, TAK1 kinase-mediated neurite outgrowth by Smad6 and Smad7"Genes Cells. 6(12). 1091-1099 (2001)
• [文献書誌] Ochiai W他: "Astrocyte differentiation of fetal neuroepithelial cells involving cardiotrophin-1-induced activation of STAT3"Cytokine. 14(5). 264-271 (2001)
• [文献書誌] Nakashima K他: "BMP2-mediated alteration in the developmental pathway of fetal mouse brain cells from neurogenesis to astrocytogenesis"Proc Natl Acad Sci USA. 98(10). 5868-5873 (2001)
• [文献書誌] Guo Z他: "Inactivation of the retinoblastoma tumor suppressor induces apoptosis protease-activating factor-1 dependent and independent apoptotic pathways during embryogenesis"Cancer Res. 61(23). 8395-8400 (2001)