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Notch1の誘導型遺伝子欠損マウスおよび活性化型Notch1分子の造血幹細胞への遺伝子導入の解析から、T/B細胞分化決定期においてNotchシグナルはT細胞への分化を一義的に決定するものと考えらている。本研究では、これらの現象を分子レベルで詳細に解析するべく、in vitroでの再構築系の確立およびT細胞分化決定に重要な転写因子GATA3との関連を追求した。
活性化型Notch1(ICN1)遺伝子をマウス造血前駆細胞に導入し、胎仔胸腺器官培養(FTOC)および骨髄支持細胞(OP-9)を用いた2次元培養系にて、B並びにT細胞への分化について解析した。同時に、Notch分子の活性化に必須の蛋白分解酵素(γ-secretase)の特異的阻害剤を用いて同シグナル欠損の影響を調べた。上記2種のin vitro分化系にて、ICN1遺伝子導入によりすべての細胞がT細胞へ分化し、逆にNotchシグナルを抑制するとT細胞分化が完全に阻害された。またOP-9等の骨髄支持細胞上の2次元培養においても、ICN1の遺伝子導入はT細胞分化を選択的に誘導し、胸腺環境をまったく使わずにin vitroにてT細胞をはじめて造り出すことに成功した。
また、GATA3遺伝子欠損マウス胎仔肝臓細胞(GATA3 KOmが胎齢12.5日で致死であることから、胎齢11.5日胎仔を用いた)にGATA3遺伝子を導入して機能不全を解除する実験系の開発の過程で、胎齢11.5日造血前駆細胞ではGATA3が発現しても十分な機能を発揮できず、機能回復にはNotchシグナルによって誘導される何らかの現象が必須であることを示した。さらに、GATA3欠失をICN1単独では解除できないことから、NotchシグナルはGATA3の上流に位置して機能することが推察された。
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