Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

神経幹細胞 / 初期化 / 分化 / 神経細胞 / グリア / lncRNA / 再生 / ES細胞 / 転写制御因子 / Coup-TFI/II

本研究は、発生初期の幼若な神経幹細胞において、その高い多能性を規定している遺伝子群を同定と、それらの強制発現によるマウス胎仔脳発生後期型あるいは成体神経幹細胞の若返り(組織特異的な初期化)を目指して行われた。そして、独自のマウスES細胞神経分化系を用いた網羅的遺伝子発現解析と機能スクリーニングにより、神経幹細胞の時系列特異的な分化能変化に影響を与えていると思われる長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)を3個同定した。

生物物理 / 1細胞計測 / 幹細胞 / 適応度 / 分化応答 / ES細胞 / 分化 / 応答特性

幹細胞は外部シグナルや内因的に生成される情報に基づき、さまざまな細胞タイプへ分化できる。この細胞分化がどのような論理に基づいて起こるのかを正しく理解するには、従来の幹細胞研究で用いられてきた集団計測だけでなく、個々の細胞の時間的な状態変化を実験者側から制御された環境下で調べることのできる新たな計測ツールが必要となる。本研究課題では、このような計測を実現する1細胞計測技術を開発し、それを用いてマウスES細胞の分化応答を1細胞レベルで解析することに成功した。

概日リズム / 細胞周期 / ES細胞 / 分化 / 時計遺伝子 / チェックポイント

脊椎動物は概日リズムと細胞周期の2つの自己振動体システムがある。胎生期14日のネズミ胎児脳のpreoptic neuroepitheriumからの分散細胞培養から得たneurosphere法で増殖させた。2回目のpassage後に、培養細胞を6時間間隔の9:00、15:00、21:00、および3:00サンプリングした。9:00でのG1 stageの細胞の割合は21:00のそれより少なかった。Per2とp27 mRNAsは同様のサーカディアンリズムを示した。胎児脳のpallietal neuroepitheriumから得られた細胞から得たデータとは様相を異にした。結果は、細胞周期と概日リズムが密接に関連しているものと考えられる。

Rest / ES細胞 / Pluripotency / 大腸発がん / Nrsf / 分化 / 未分化性維持 / NRSF / Stem cell / Carcinogenesis / Progenitor cell / beta-catenin

RESTはエピジェネティック機構を介し、細胞分化、発がんのいずれにも関与し、未分化性維持機構と発がんメカニズムの共通性を説明しうる可能性を持つ遺伝子である。現在までの報告により、Restは神経分化において重要な役割を果たす転写抑制因子であることが示され、がん抑制遺伝子としての機能を有することが示唆されている。近年、RestがES細胞の未分化性維持に必須であることが報告された(Nature 2008)。我々は本研究において、RestコンディショナルノックアウトES細胞、REST発現誘導可能ES細胞を作製し、ES細胞の未分化性維持機構、初期分化におけるRestの機能的役割を検討した。Restノックアウト(KO)ES細胞が存在可能であり、Oct3/4, Nanog, Sox2などのES細胞未分化性維持に重要な遺伝子の発現も保たれていることが明らかとなった。Rest KO ES細胞を胚盤胞に注入しキメラマウスを作製すると、Rest KO ES細胞は異なる三胚葉系の細胞に分化することが確認され、RestはES細胞の未分化性維持には必ずしも必要ないことが明らかとなった。一方で、分化培養条件下においてRest KO ES細胞では、Gata4/Gata6の発現が抑制され、原始内胚葉への分化が抑制されることが示唆された。反対にRESTの強制発現により、ES細胞の速やかな分化誘導が観察された。以上より、RestはES細胞未分化性維持に必要ないことが示されたのみならず、RestがES細胞の初期分化を促進することが明らかとなった。今後、Restの分化調節機構とその発がんメカニズムの接点について解析する予定である。

【研究分担者】
中西真	名古屋市立大学	大学院・医学研究科	教授	(Kakenデータベース)
飛田秀樹	名古屋市立大学	大学院・医学研究科	教授	(Kakenデータベース)