神経分化と可塑性の転写後レベルにおける調節メカニズム

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17024051
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岡野 栄之 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60160694)
• 研究分担者: 岡野 ジェイムス洋尚 , 医学部, 准教授 (90338020)
• キーワード: RNA結合タンパク質 / 神経幹細胞 / 神経分化 / p21Cip1 / Hu / Hzf / 翻訳調 / Musashi

研究概要

HuCノックアウトマウスの解析
生後7ヶ月で下肢運動機能の異常及び身体の震え、歩行障害を呈するHuCノックアウトマウスの詳細な解析を行った。このマウスにおいてプルキンエ細胞の軸索がビーズ状の結節を呈する形態異常が観察された上、プルキンエ細胞から小脳核に投射された軸索の数が有意に減少していた。電子顕微鏡により精査したところ、変性した軸索には大量のミトコンドリアが貯留しており、軸索におけるミトコンドリア輸送に異常があることを示唆された。次に、野性型・HuC KOマウス小脳由来mRNAを使って、RIP-Chip解析を行い、in vivoでHuCに結合しているRNAの同定を試みた。KOマウスにおいて特異的に減少する標的候補の中に軸索輸送に関わる遺伝子が複数あることから、現在、これらについてマウス小脳における発現解析を行っている。以上の結果は、HuCがプルキンエ細胞の軸索の機能維持において極めて重要な機能を持つことを強く示唆している。
Musashi2ノックアウトマウスの解析
Musashi2(Msi2)欠損マウスは有意な感覚神経障害を伴っており、組織学的解析の結果、背側神経節から脊髄への感覚神経細胞の線維が減少していることが明らかになった。標的RNAのスクリーニングにより、Msi2はPleiotrophin(Ptn)mRNAの3'非翻訳領域に特異的に結合し、その発現を転写後レベルで促進することがわかった。さらに遺伝子欠損マウス由来細胞では軸索進展作用が低下していること、電気穿孔法にてMsi2を強制発現すると軸索進展能が回復すること、そしてPtnに対するsiRNAの導入によってMsi2による機能回復が再び失われることが明らかになった。以上のことから、Msi2およびPtnが感覚神経のネットワーク形成および末梢神経障害後の回復過程に重要な役割を果たしていることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Kspot, a novel ubiquitin ligase, regulates synaptic activity. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tada H., Okano HJ., Takagi H., Shibata S., Matsumoto M., Yao I., Saiga T., Nakayama KI., Kashima H., Takahashi T, Setou M, Okano H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 285(6) ページ: 3840-3849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stromal cell-secreted factors promote the survival of ES cell-derived early neural stem/progenitor cells via the activation of MAPK and PI3K-Akt pathways. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishii S., Okada Y., Kadoya T., Matsuzaki Y., Shimazaki T., Okano H.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 88(4) ページ: 722-773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell types to order : Temporal specification of CNS stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okano H., Temple S.
  • 雑誌名: Current Opinion in Neurobiology 19 ページ: 112-119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precursor maintenance and GABAergic neuronal differentiation mediated by the PDK1-Akt pathway in mouse telencephalon. (2009)
  • 著者名/発表者名: Oishi K., Watatani K., Yoshimatsu T., Masuyama N., Nakajima K., Okano H., Guillemot F., Alessi DR., Gotoh Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106(31) ページ: 13064-13069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic alopecia caused by the disruption of Sox21- mediated hair shaft cuticle differentiation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiso M., Tanaka S., Saba R., Matsuda S., Shimizu A., Ohyama M., James-Okano H., Shiroishi T., Okano H., Saga Y.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106(23) ページ: 9292-9297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fbxo45 forms a novel ubiquitin ligase complex and is required for neuronal development. (2009)
  • 著者名/発表者名: Saiga T., Fukuda T., Matsumoto M., Tada H., Okano HJ., Okano H., Nakayama KI.
  • 雑誌名: Mol.Cell Biol. 29(13) ページ: 3529-3543
  • 査読あり
• [学会発表] Sensory neural network formation with RNA binding protein Musashi-2 deficient mice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Shibata
  • 学会等名: 36th International Congress Of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Roles of RNA Binding Protein Hu in Developing and Mature Neurons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirotaka James Okano
  • 学会等名: 36th Intemational Congress Of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] Axonal degeneration in HuC-deficient Cerebellum. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Kakumoto
  • 学会等名: 36th International Congress Of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2009-07-30
• [産業財産権] 神経幹細胞の増殖抑制剤 (2010)
  • 発明者名: 岡野栄之、坂口昌徳、澤本和延、平林淳
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾,(独)産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 11/704,185、7662385
  • 取得年月日: 2010-02-16