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研究所報2005

成体神経新生におけるNotch/RBP-J シグナルの役割の分子生物学的解析谷垣健二

1．はじめに

　側脳室脳室下帯は成体においても神経発生が維持されていることから神経幹細胞を維持するニッチェ及び分化機構を研究するためには非常に有用な部位である。この成体での神経新生は神経幹細胞の性質を持つアストロサイトにより維持されている。脳室下帯はB細胞（アストロサイト）、C細胞（神経幹細胞）、A細胞（神経前駆細胞）という3種類の細胞から構成され、B細胞からC細胞を経てA細胞に分化すると考えられているが¹⁾、なぜこの領域と海馬においてのみ成体においても神経新生が維持されているのかほとんどわかっていない。そこで我々は、胎児期神経発生を負に制御し幹細胞を維持するための因子であるNotch/RBP-J シグナルが成体神経新生にはたす役割を解明することで、成体の神経新生のホメオスタシスの分子機構を明らかにすることを目的として研究を行っている。成体由来神経幹細胞を用いたgain of function の研究により、Notch /RBP-J シグナルが成体神経新生では増殖能の高い神経幹細胞ではなく、アストロサイトの分化を誘導することがわかっている²⁾。このことはNotch/RBP-J シグナルが成体神経新生においてB細胞とC細胞の移行調節を行っていることを示唆する。

2．研究の目的と方法

　Notch/RBP-Jシグナルの主要伝達因子であるRBP-J が欠損すると胎生9日にて致死となることがしられている。　そこで我々はRBP-J conditional knockout mice をGFAP Cre transgenic mice ,Dlx1/2-Cre transgenic mice等のCre transgenic mice とかけあわせ成体においてB細胞特異的、C細胞特異的にRBP-J を欠損させることが可能か検討する^3)－7)。　また、脳室下帯にCre を発現するレトロウイルスやアデノウイルスを直接注入することによってRBP-J 欠損を誘導し、ウイルスに感染しRBP-Jを欠損した細胞がどのような運命をたどるのかをR26R Cre reportor gene を用いて解析する。　具体的には、免疫組織化学的手法とBrdU を用いた増殖細胞の標識法を用いて側脳室脳室下帯を形成する細胞構成や、B，C，A細胞の産生のkineticsにどのような変動がでるかを検討する。さらにAraCを投与し脳室下帯のA、C細胞を全て欠損させB細胞から脳室下帯神経新生を再構築させる系を用い、各々の細胞種の再生のkinetics をとることによってNotch/RBP-J シグナルが脳室下帯神経新生にはたしている役割を明らかにする。

3．まとめ

　Notchシグナルが成体神経新生、アストロサイトの分化状態に果たす役割を解明するだけでなく、成体神経新生システム維持のためなぜ神経幹細胞の性質を持つB，C細胞の2種が存在しなければならないのかその存在意義の解明、A細胞による神経新生のnegative feedback 機構におけるGABAとNotchシグナルの機能相違点の解明につながると考えられる。また、本研究によって存在するアストロサイトを神経幹細胞を経て神経細胞へ効率よく分化させる手法の開発が可能となり再生医療に貢献しうるものと考えられる。

参考文献

1） Alvarez-Buylla, A. & Lim, D. A. For the long run: maintaining germinal niches in the adult brain. Neuron. 41, 683-6. (2004).
2） Tanigaki, K. et al. Notch1 and Notch3 instructively restrict bFGF-responsive multipotent neural progenitor cells to an astroglial fate. Neuron 29, 45-55. (2001).
3） Tanigaki, K. et al. Notch-RBP-J signaling is involved in cell fate determination of marginal zone B cells. Nat Immunol 3, 443-50. (2002).
4） Han, H. et al. Inducible gene knockout of transcription factor recombination signal binding protein-J reveals its essential role in T versus B lineage decision. Int Immunol 14, 637-45. (2002).
5） Yamamoto, N., Tanigaki, K., Han, H., Hiai, H. & Honjo, T. Notch/RBP-J signaling regulates epidermis/hair fate determination of hair follicular stem cells. Curr Biol. 13, 333-8. (2003).
6） Tanigaki, K. et al. Regulation of alphabeta/gammadelta T cell lineage commitment and peripheral T cell responses by Notch/RBP-J signaling. Immunity. 20, 611-22. (2004).
7） Yamamoto, N. et al. Inhibition of Notch/RBP-J signaling induces hair cell formation in neonate mouse cochleas. J Mol Med 8, 8 (2005).

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