| 研究課題/領域番号 |
17K08497
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| 研究機関 | 自治医科大学 |
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研究代表者 |
冨永 薫 自治医科大学, 医学部, 准教授 (20265242)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 神経幹細胞 / エピジェネティクス / ヒストンアセチル化 / 神経発生 / 神経分化 / マウスモデル |
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| 研究実績の概要 |
幹細胞の存在が中枢神経系を含む多くの組織で報告されており、その自己複製能と分化能の厳密な調節を通じて組織の恒常性維持が保たれている。神経幹細胞は中枢神経系を構成するニューロンとグリアに分化できる多分化能を持つ細胞で、継続的に機能的な神経細胞を個体の一生を通じて供給している。神経系の構築にはエピジェネティックな調節機構が関与し、その破綻が神経幹細胞の維持や神経発生、高次脳機能に大きな影響を与える。しかしながら、エピジェネティック因子により、これらの事象がどのように制御されるのかについての詳細な分子機構は、未だ不明である。本研究では、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウスを用いて、神経幹細胞の自己複製および神経分化におけるヒストンアセチル化の役割を明らかにすることを目的とする。当該年度は主にニューロスフェア法によるin vitroの解析を確立し、以下の結果を得た。
1、胎生期14.5日の神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス脳の大脳皮質より神経幹前駆細胞を分離し、ニューロスフェア法による培養系を確立した。
2、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス胎児脳由来の神経幹前駆細胞は、増殖能が著しく低下しており、小頭症を引き起こす一因であると考えられた。
3、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス脳由来の神経幹前駆細胞にBrdUを取り込ませ、細胞増殖率を比較検討した結果、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス胎児由来の神経幹前駆細胞では、BrdUの取り込み率が低く、細胞増殖の低下が確認された。
4、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス胎児脳由来の神経幹前駆細胞を分化誘導培地で処理したところ、神経分化が著しく低下していた。対照的にアストロサイトへの分化は促進されており、Tip60ヒストンアセチル化酵素が、神経分化とグリア細胞分化の両方に関与することが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までの研究目的は、おおむね順調に進展している。神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス胎児脳より神経幹前駆細胞を分離し、ニューロスフェア法によるin vitroでの解析法が確立できた。in vitroでの神経幹前駆細胞の増殖能と分化能を検討した結果、神経幹細胞特異的Tip60欠損マウスの小頭症の原因が、神経幹前駆細胞の増殖能の低下と神経分化の異常である可能性が示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、以下について研究を進める予定である。
1、ニューロスフェアにおける遺伝子発現解析：神経幹細胞のマーカー遺伝子の発現や神経分化マーカーの発現をリアルタイムPCRを用いて定量化する。
2、RNA発現解析：ニューロスフェア法により神経幹細胞特異的Tip60欠損マウス胎児脳より神経幹前駆細胞を増幅後、RNAを分離し、次世代シーケンサーによりRNA発現解析を行う。Tip60ヒストンアセチル化酵素により調節される標的遺伝子を同定する。
3、レンチウイルスによる神経幹前駆細胞への遺伝子導入：レンチウイルスにより神経幹前駆細胞へ効率良く遺伝子導入が可能である。Tip60欠損による表現型が、神経幹前駆細胞自律的であるかどうかを確かめるために、分離培養された神経幹前駆細胞にTip60を発現するレンチウイルスを感染させ、その増殖能や分化能の回復を検証する。増殖能の回復は、細胞数の経時的測定とブロモデオキシウリジン(BrdU) の取り込み測定によって評価する。また遺伝子導入後、分化培地で培養し、ニューロンおよびアストロサイトのマーカー遺伝子の発現を検討する。
4、脳の組織学的解析：ニューロスフェア法によりin vitroで得られた結果をマウス胎児脳組織で確認する。
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