ヒト神経幹細胞の解析によるニューロン分化機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13210077
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 政代 京都大学, 医学研究科, 助教授 (80252443)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 淳 京都大学, 医学研究科, 助手 (10270779)
• Keywords: 神経幹細胞 / ヒト胎児脳 / ヒト胎児網膜 / 成人虹彩 / 視細胞 / ホメオボックス遺伝子 / 組織特異性

Research Abstract

我々は過去に成体ラット脳由来の神経幹細胞網膜に移植し生着と神経への分化を確認した。しかし、網膜神経の分化に最適な環境である胎児網膜に移植しても脳由来の神経幹細胞から視細胞を分化誘導することはできなかった。
そこで、眼球組織から神経幹細胞/神経前駆細胞を海馬由来神経幹細胞と同様の条件で培養した。ラット胎児網膜からは効率よく視細胞に分化する神経前駆細胞がneurosphereの形で得られた。また、成体ラットの毛様体色素上皮や虹彩上皮を同様の条件で培養して分裂増殖する神経前駆細胞を得、さらに視細胞に特異的なホメオボックス遺伝子を導入することによって視細胞のマーカーであるロドプシンやリカバリンを発現させることができた。海馬由来神経幹細胞ではロドプシンの発現はみられなかった。
次いで京都大学医の倫理委員会の承認を受けて、ヒト胎児脳および網膜から神経幹細胞/神経前駆細胞を培養した。ヒト胎児脳からは神経幹細胞のクローンが得られ、網膜からはneurosphere法にて神経前駆細胞が得られた。それぞれ神経およびグリアに分化する多分化能を有することが確認された。また、ラット虹彩細胞と同様にヒト虹彩細胞からも視細胞様細胞が分化するか確認するため、通常の緑内障手術で廃棄される虹彩組織を用いて虹彩上皮細胞の培養を行い、ヒトでも虹彩上皮細胞の培養増殖が可能となった。
ラットで神経幹細胞が組織特異性を示したのと同様にヒト胎児脳由来の神経幹細胞も前脳、中脳、菱脳それぞれの由来によって分化してくる神経のphenotypeや発現している遺伝子に差がみられ、組織特異性があると考えられた。

Research Products

• [Publications] Kurimoto Y. et al.: "Transplantation of adult rat hippocampus-derived neural stem cells into retina injured by transient ischemia"Neurosci Lett. 306. 57-60 (2001)
• [Publications] Inatani M. et al.: "Upregulated expression of N-syndecan, a transmembrane heparan sulfate proteoglycan, in differentiated neural stem cells"Brain Res. 920. 217-221 (2001)
• [Publications] Haruta M. et al.: "Induction of photoreceptor-specific phenotypes in adult mammalian iris tissue"Nat Neurosci. 4. 1163-1164 (2001)
• [Publications] Kawasaki H. et al.: "Generation of dopaminergic neurons and pigmented epithelia from primate ES cells by stromal cell-derived inducing activity"Proc Natl Acad Sci USA. 99. 1580-1585 (2002)
• [Publications] Toda H.et al.: "Grafting neural stem cells improved the impaired spatial recognition in ischemic rats"Neurosci Lett. 316. 702-707 (2001)