Research Results 研究成果
概要
脳が発生する际には、神経干细胞(※1)が异なる细胞を适切なタイミングで、决まった数作る必要があります。発生期の神経干细胞は、まず神経细胞(ニューロン)を产み出し、その后にニューロンの机能を助ける细胞(アストロサイト)を产生することが分かっていましたが、この分化能変换のメカニズムはよく分かっていませんでした。
九州大学大学院医学研究院の坚田明子助教?中岛钦一教授らの研究グループは、発生期の神経干细胞が脳を形成する过程で、自身の遗伝的性质(エピゲノム※2)を変化させることで、同じ分化诱导因子に対しても、発生时期に応じて、ニューロンとアストロサイトを适切に作り分けること、またその分子メカニズムの详细を解明することに成功しました。
今回、研究グループはマウス胎生11日由来と胎生14日由来神経干细胞では、分化诱导因子である骨形成因子(※3)に対して、ニューロンとアストロサイトと异なる细胞を产み出すことに着目し、この二つの発生时期において骨形成因子の下流シグナルが标的とする遗伝子を全ゲノムレベルで解析しました。その结果、神経干细胞が発生时期に応じて、クロマチン构造(※4)を适切に変化させること、またそれぞれの発生时期で异なる転写因子(※5)とパートナーになることで、精妙に产生する细胞种を制御することを明らかにしました。近年、脳発生の异常、ニューロンとアストロサイトの数のバランス异常が种々の発达障害?精神疾患に结びつくことが分かってきています。神経干细胞が分化能を変换させる际の详细な分子机构を明らかにすることは、これら疾患の発症メカニズムを理解するために重要となります。
本研究成果は、2021年10月21日(木)午後3時(米国東部標準時間)に国際学術雑誌『Genes & Development』にオンラインで掲載されました。なお、本研究は日本学術振興会科研費(JP16H06527, JP16K21734, JP26710003, JP20K06875)、国立研究開発法人科学技術振興機構 CREST(JPMJCR16G1)、内藤記念科学研究助成金の支援を受けました。
参考図
胎生中期と后期の神経干细胞では、エピゲノムや発现している転写因子が异なるため、たとえ同じ骨形成因子で分化诱导刺激を行った际でも、胎生中期にはニューロン関连遗伝子が、胎生后期ではアストロサイト関连遗伝子の発现が诱导され、発生时期に応じて、异なる细胞を产み出すことが明らかとなった。