脊椎動物の神経発生における中間系フィラメントの非対称分裂と細胞分化への関与

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14033205
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 若松 義雄 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (60311560)
• Keywords: 神経幹細胞 / 細胞分裂 / 非対称 / 細胞骨格 / 細胞分化

Research Abstract

脊椎動物の神経系の発生過程において、神経幹細胞が非対称分裂によって多様なニューロンなどの分化した細胞を生み出す。この非対称分裂の過程で、NOTCHシグナル伝達経路の活性化を抑制するNUMBタンパク質が不等分配される。また、中間径フィラメント分子のTransitinが、分裂中に非対称に局在し、そしてその細胞内局在がNUMBと良く一致する。
本年度は、まずTransitinの機能について詳細に解析をおこなった。その結果、(1)TransitinはNUMBと直接結合すること、(2)Transitinは膜と結合してNUMBが非対称に局在するための橋渡しをしていること、(3)TransitinはNUMBを介してニューロンの分化を制御していること等が、明かとなった。これらの知見は、これまで神経分化や細胞周期との関係についてあまり注目されてこなかった中間径フィラメントの重要性を示したという点で、当該分野に対して極めてインパクトの高いものであると思われる。さらに、Transitin-GFP融合タンパク質を発生途中の大脳に導入し、スライス培養下でこの融合タンパク質の細胞分裂時の動態を観察することに成功した。これにより、いったん基底膜側に局在したTransitin-GFPが、細胞分裂期後期になって側方に移動して不等分配されるケースが数多く観察された。すなわち従来細胞分裂の方向からは対称分裂に分類されてきたような分裂方向でもTransitinが不等分配される、すなわち非対称分裂になることがわかった。またこの観察結果は、まるでカエル卵の受精時におこるcortical rotationにも似た、細胞膜直下のタンパク質複合体の動的な移動が神経幹細胞でおこることを示しており、重要な発見であると思われた。