未分化維持因子Ｍｕｓａｓｈｉ１による神経細胞の分化・回路形成制御の解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24500447
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 堀澤 健一 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (70424207)
• 研究分担者: 今井 貴雄 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (10383712) ; 芝田 晋介 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (70407089)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: RNA結合タンパク質 / 翻訳制御 / 転写後制御 / Musashi / Dcc / Dcx

研究実績の概要

本研究は、神経幹細胞などの体制幹細胞において高発現し、標的遺伝子の発現を翻訳レベルで制御することで幹細胞の未分化状態を維持するRNA結合タンパク質Musashi1(Msi1)と、その新規標的分子として同定したDcxおよびDccという２つの遺伝子に関する機能解析を行なった。DcxとDccは、いずれも神経回路形成に重要な役割を果たすことが知られている遺伝子であり、本研究を行うことでMsi1が神経回路形成初期においてどのような役割を果たすかを明らかにできると考えた。
本研究では、in vitro/vivoの両面から、Dcx、Dcc遺伝子発現へのMsi1の影響を検証した。in vitroの検証においては、生化学的実験および細胞生物学的実験により、両遺伝子のmRNAがMsi1の特異的かつ直接的な標的分子であり、その発現を翻訳段階で抑制するということが明らかになった。特にDccに関しては、これまでに報告されているMsi1の分子機構に則った形で翻訳抑制を行っていることを明らかにすることができた。
in vivoの解析では、in vitroの解析において顕著な結果を示したDccに関して、より詳細な解析を行った。Msi1 KOマウスを材料に免疫染色などの手法を用いて、交連神経などDccがその形態形成に重要な役割を果たすことが知られている部位について重点的に解析を行った。Msi1 KOによる神経組織発生異常と関連した解析を現在も進行中であり、データが揃い次第、国際専門誌への投稿を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Connectomics: comprehensive approaches for whole-brain mapping. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata S, Komaki Y, Seki F, Inouye MO, Nagai T, Okano H.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 64 ページ: 57-67
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu103
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Specific and quantitative labeling of biomolecules using click chemistry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Horisawa K.
  • 雑誌名: Front Physiol. 巻: 5 ページ: 457
  • DOI: 10.3389/fphys.2014.00457
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rfx Transcription Factors Control Musashi1 Transcription in Mouse Neural Stem/Progenitor Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawase S, Kuwako K, Imai T, Renault-Mihara F, Yaguchi K, Itohara S, Okano H.
  • 雑誌名: Stem Cells Dev. 巻: 23 ページ: 2250-2261
  • DOI: 10.1089/scd.2014.0219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Migration and differentiation of transplanted enteric neural crest-derived cells in murine model of Hirschsprung’s disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa R, Hotta R, Shimojima N, Shibata S, Nagoshi N, Nakamura M, Matsuzaki Y, Okano HJ, Kuroda T, Okano H, Morikawa Y.
  • 雑誌名: Cytotechnology 巻: Sep 18 ページ: online
  • DOI: 10.1007/s10616-014-9754-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yb Integrates piRNA Intermediates and Processing Factors into Perinuclear Bodies to Enhance piRISC Assembly. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murota Y, Ishizu H, Nakagawa S, Iwasaki YW, Shibata S, Kamatani MK, Saito K, Okano H, Siomi H, Siomi MC.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 8 ページ: 103-113
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.05.043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Involvement of ER Stress in Dysmyelination of Pelizaeus-Merzbacher Disease with PLP1 Missense Mutations Shown by iPSC-Derived Oligodendrocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Numasawa-Kuroiwa Y, Okada Y, Shibata S, Kishi N, Akamatsu W, Shoji M, Nakanishi A, Oyama M, Osaka H, Inoue K, Takahashi K, Yamanaka S, Kosaki K, Takahashi T, Okano H.
  • 雑誌名: Stem Cell Reports. 巻: 2 ページ: 648-661
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.03.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global gene expression analysis following spinal cord injury in non-human primates. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura S, Sasaki T, Shimizu A, Yoshida K, Iwai H, Koya I, Kobayashi Y, Iakura G, Shibata S, Ebise H, Horiuchi K, Kudoh J, Toyama Y, Anderson AJ, Okano H, Nakamura M.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 巻: 261 ページ: 171-179
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2014.05.021
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [図書] 細胞工学別冊 ダイレクトリプログラミング ：目的細胞別 遺伝子導入・培養条件・機能解析リファレンス (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀澤健一、鈴木淳史（鈴木淳史・監修）
  • 総ページ数: 119（うち9ページ担当）
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社