2005 Fiscal Year Annual Research Report
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16606004
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
中尾 啓子 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (70338185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡野 栄之 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60160694)
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| Keywords | 神経上皮幹細胞 / live imaging / tubulin-GFP / ショウジョウバエ / aPKC / adherens junction / 対称分裂(vertical division) / 非対称分裂(holizontal division) |
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| Research Abstract |
胚期に頭部領域からの陥入によって生じた上皮の褶曲したシート中に存在するOPC神経上皮幹細胞は胚後期にいったん分裂を止め静止期に入った後で、幼虫初期に再活性化されるが、このショウジョウバエ幼虫視覚原基神経上皮幹細胞は、細胞のサイズが極めて小さい上に、神経幹細胞の一般的な特徴でもあるが、細胞周期が非常に長くM期のマーカーであるPH3などで容易に染色されないためにこれまでその存在そのものが認識されておらず同定が遅れており、古典的な組織学的解析をのぞけば十分な細胞レベルでの解剖学的解析、さらには遺伝学的解析がほとんどおこなわれていなかった。我々はそうしたOPC神経上皮幹細胞に焦点を当て、種々の分子マーカーの免疫組織学染色コンフォーカル顕微鏡を用いた三次元的観察をおこない、さらにtubulin-GFPを用いて分裂装置を可視化してlive imagingで連続的に観察する方法も確立し、これまで困難であった幼虫OPC神経上皮幹細胞の形態変化・細胞分裂・細胞分化の詳細を継時的に明らかにし、再活性化された神経上皮幹細胞がapical-basal極性を保ったまま対称分裂により細胞増殖を活発に行い神経幹細胞領域を拡大し、その後、シートの端から球状の成虫型ニューロブラスト(哺乳類の神経前駆細胞に相当)へと細胞形態・極性を変換し、同時に分裂軸が90°回転することにより今度は非対称分裂を行うようになりニューロン・グリアを分化させることを初めて明らかにした。さらには幹細胞の未分化性の維持に広く関わることが種々の動物、組織で明らかになってきているNotchシグナルがその修飾因子Numbやα-Adaptinと共にOPC神経上皮幹細胞において自己増殖性の維持、及びニューロン・グリアへの分化へのスイッチに重要な働きをしていることを示した。
これまでに行った機能欠失型点突然変異体及び機能獲得型突然変異体のスクリーニングによって既に得られているショウジョウバエ幼虫のOPC神経上皮幹細胞(neuroepithelial stem cells ; NESCs)及びそれから転換して生じる成虫型ニューロブラスト(postembryonic neuroblasts ; pNBs)に異常を生じた突然変異体中でも特に興味深かったのは、我々の研究室でこれまでにショウジョウバエの末梢神経感覚母細胞(SOP : sensory organ precursors)からの非対称な分化に際してグリアへの分化へと導く転写抑制因子trametrack (ttk)を翻訳後抑制することで神経分化へと導くRNA結合タンパク質musashiがマウス脳においては神経幹細胞・前駆細胞の存在する脳室周囲で高レベルの発現を示し、その未分化性の維持に関与することを明らかにしてきたが、ショウジョウバエOPCの神経上皮幹細胞から分化する系においてマウス脳と同様、神経幹細胞・前駆細胞で発現し、その増殖を促進することがわかったことである。さらにUASのランダムな挿入によりmisexpressionを起こす機能獲得型突然変異体のスクリーニングで得られたうちの一つがttkでそのmisexpressionにより神経幹細胞・前駆細胞の増殖が抑制されOPCのサイズが小さくなる。Ttkはcdc25の転写を抑制することも他の系で明らかになっており、そのttkをMusashiが翻訳後抑制する機構がここでも働いているとするとこれらの表現型を説明できると言う点で大変興味深い結果であり今後さらに詳細な解析を行う予定である。こうした研究によって、これまで神経前駆細胞の非対称分裂のモデルとしてしか貢献することのなかったショウジョウバエ胚神経幹細胞に加えて、神経幹細胞の再活性化・対称分裂といった現象をも含む新たな研究系を提供することになり遺伝学的解析が容易なモデル系として他動物種の幹細胞の増殖分化制御機構にも通じる普遍的原理を導き出すのに貢献しうると考えている。
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Research Products
(3 results)
