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増殖因子などの刺激で活性化されるPDK1-Akt経路が、未分化神経系前駆細胞がニューロンへと分化する際に重要な役割を担うことをこれまでに明らかにしており、一方で同じ経路が神経幹細胞の増殖の制御にも関わることを示す知見を得ている。本研究では未分化な神経幹細胞において特異的にPDK1遺伝子を欠いたコンディショナルノックアウトマウスの解析を行うことにより、大脳発生におけるPDK1-Akt経路の役割について検討を行った。ノックアウトでは形態的には大脳のサイズが小さくなる表現型が観察され、細胞レベルでは増殖細胞の割合の低下と細胞死の割合の増加が認められた。大脳から初代培養を調整し、neurosphereを形成させることで未分化神経幹細胞の割合を検討したところ、PDK1のノックアウトでは形成されるneurosphereの数が顕著に減少した。また分化条件で培養したところ、ニューロン分化の割合が減少した。さらにニューロンの各サブタイプで分化能に差があるかどうか検討したところ、GABA作動性のニューロンへの分化が顕著に減少していた。これまでにbHLH型の転写因子であるMash1がGABA作動性のニューロンの分化に重要であることが報告されていることから、Mash1の転写活性にAkt経路が影響を及ぼす可能性について検討したところ、活性型のAktによってMash1の転写活性が増強され、ファミリー分子であるNeurogenin1の転写活性は上昇させなかった。以上の結果からPDK1-Akt経路は神経幹細胞の増殖とニューロンへの分化に関与し、分化に関しては特にMash1の転写活性の調節を介したGABA作動性ニューロンへの分化制御の機構が存在することが示唆された。
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