一般（口演）
神経系の発生・再生、神経幹・前駆細胞と細胞分化 |
|---|
| 2C-一般2-1
Involvement of Enc1 in neuronal migration and differentiation in the developing neocortex
廣田 ゆき1，鶴重 千加子1，味岡 逸樹1,2，仲嶋 一範1
1慶應・医・解剖学，2東京医科歯科大学・脳統合機能研究センター
The mammalian cerebral neocortex is composed of 6 layers and exerts its crucial functions in cognition. During neocortical development, neurons are generated from radial glial cells in the ventricular zone or from progenitor cells in the subventricular zone, and then radially migrate toward the pial surface of cortex. Finally neurons reach their final positions in the cortical plate, undergo terminal differentiation and maturation, and form functional circuits. In these processes, various molecular and cellular mechanisms are involved. Ectodermal-Neural Cortex-1（Enc1）, also known as a nuclear matrix protein termed“nuclear restricted protein in brain（NRP/B）”, was characterized as a Kelch-related protein expressed in the developing nervous system. Kelch family proteins are involved in various cellular processes including cell migration, cytoskeletal arrangement, protein degradation and gene expression. Enc1 is expressed in the telencephalon from early developmental stages and its possible roles in neuronal differentiation and neurite development were previously suggested. However, its precise expression pattern and physiological functions during neocortical development have not been examined yet. Here, we studied the expression pattern and function of Enc1 during mouse neocortical development. Immunostaining analysis showed that Enc1 is strongly localized in the nucleus of layer Vb/VI neurons. Suppression of Enc1 disturbed radial migration and differentiation of early-born neurons. These results suggest that Enc1 controls neuronal migration and differentiation during cortical development. | | 2C-一般2-2
Astrocyte-derived factor enhances NMDA receptor functions in human induced pluripotent stem cell-derived neurons
佐藤 薫，高橋 華奈子，重本-最上 由香里，中條 かおり，関野 祐子
国立衛研・薬理
The cellular reprogramming technique in which terminally differentiated somatic cells can be converted into pluripotent stem cells, named human induced pluripotent stem cells（hiPSCs）, is not only a clinically-relevant but also useful in drug development because they avoid ethical issues of embryonic stem cells and allow for homogeneous derivation of human mature cell types in large quantities, potentially in an autologous fashion. Particularly, in vitro use of neurons differentiated from hiPSC（hiPSC-neurons）is expected to improve prediction accuracy in the non-clinical drug development including searching therapeutic agents and safety pharmacological assessment. To accomplish these goals, functional maturation of hiPSC-neurons is required, however, a number of challenges still remain especially in stable reproduction of neuronal circuits of hiPSC-neurons in two dimensional culture systems. Recent reports have identified some astrocyte-derived factors which are important for functional synaptic maturation. We therefore examined the effects of X, one of these astrocyte-derived factors, on the functional differentiation of hiPSC-neurons（iCell neurons, CDI）in this study. In the fura2-Ca2+ imaging experiment, although hiPSC-neurons responded to L-glutamate（L-Glu）at 1DIV, neither NMDA receptor（NMDAR）-mediated responses were detected nor were vulnerable to excitotoxicity, a key contributor to neuronal injury in several acute and chronic neurodegenerative disorders, at 7DIV. However, 5 day-treatment with X from 2DIV induced NMDAR-mediated Ca2+ influx to hiPSC-neurons through enhancing translocation of NMDAR to the cell surface. We also found that hiPSC-neurons became responsive to excitotoxicity by the treatment with X. These results suggest that X enhanced the NMDAR-mediated functions in hiPSC-neurons. Glial factors may be key molecules to achieve functional maturation and neuronal ciucuitry of hiPSC-neurons. | | 2C-一般2-3
アストロサイトとの相互作用調節による新生ニューロンの移動・機能回復の促進
金子 奈穂子，澤本 和延
名古屋市大・医・再生医学
側脳室周囲の外側壁にある「脳室下帯」では、成体でも持続的にニューロンが産生されている。脳梗塞後の脳では、幼若な新生ニューロンの一部が傷害部に向かって移動することから、潜在的な脳の再生機構として注目されているが、神経機能の回復を誘導するには不十分である。ニューロンには領域ごとに異なった入力・投射パターンが存在することから、我々は、失われたニューロンの機能を代償するには、新生ニューロンが傷害部近傍に供給されることが重要であると考えた。そこで、脳梗塞モデルマウスの脳切片を用いたタイムラプスイメージングにより、新生ニューロンの傷害部への移動を解析したところ、傷害によって増殖・肥大した活性化アストロサイトが新生ニューロンの移動を制限していることを見いだした。遺伝子ノックアウトマウスと各種バイオプローブを用いた実験から、新生ニューロンが分泌するSlit1が付近の活性化アストロサイトに作用し、接触部位におけるCdc42の不活性化とアクチン細胞骨格の脱重合によりアストロサイトの形態を変化させることが分かった。このSlit1の作用は、新生ニューロンがアストロサイトの間をスムーズに通り抜けるのに必要だが、その発現レベルは傷害部への移動途中に低下していた。そこで、レンチウィルスベクターを用いて新生ニューロンにSlit1を持続的に発現させ、脳室下帯近傍に移植したところ、傷害部への移動が促進され、成熟ニューロンが対照群よりも傷害部に近い領域に分布した。更に、脳梗塞後の神経機能を、定量的な行動試験によって5週間にわたり解析したところ、Slit1発現群では機能回復も促進されていた。この回復の程度は、傷害側の線条体に再生した新生ニューロンの総数よりも、傷害部付近に分布した新生ニューロンの割合との間に高い相関を示した。これらの結果から、活性化アストロサイトとの相互作用の調節によってニューロンを適切な部位へ移動させることが、効果的な神経回路の修復に重要であることが示唆された。 | | 2C-一般2-4
Phagocytosis by resting microglia promotes neuronal turnover in the adult olfactory bulb
澤田 雅人1，神谷 幸余1，稲田 浩之2，田口 和己3，岡田 淳志3，郡 健二郎3，高坂 新一4，鍋倉 淳一2，澤本 和延1,5
1名古屋市大院・医・再生医学，2生理研・生体恒常性発達，3名古屋市大院・医・腎泌尿器科学，4国立精神・神経医療研究センター神経研究所，5生理研・神経発達・再生機構
New neurons are continuously added and old ones eliminated thourhgout life in the adult mouse olfactory bulb（OB）. Previous studies suggest that olfactory experience controls the integration of these new neurons into mature circuits. Using in vivo two-photon laser-scanning microscopy（2PLSM）and sensory manipulations in adult live mice, we have previously reported that the turnover of OB neurons is regulated in spatiotemporal and olfactory-experience-dependent manners. Here, we investigated the role of microglia in neuronal turnover in the adult OB. It has been reported that resting microglia phagocytose apoptotic newborn cells to maintain the homeostasis of hippocampal neurogenesis（Sierra et al., Cell Stem Cell, 2010）. Using in vivo 2PLSM, we observed the dynamic movement of resting microglia for the formation and retraction of a phagocytic pouch in the OB. Phagocytosed neurons were observed in the pouch of microglia. Microglial phagocytic activity was enhanced and suppressed by odor enrichment and deprivation, respectively. To investigate the role of microglia in neuronal turnover in the OB, we used colony stimulating factor-1 mutant osteopetrotic（op/op）mice, in which the density of microglia is decreased in the adult OB. Most of new neurons were observed in the vicinity of microglia, suggesting that microglia support the addition of new neurons. Taken together, these results suggest that phagocytosis of dying neurons by resting microglia promotes neuronal turnover in the adult OB. | | 2C-一般2-5
糖鎖発現制御による神経再生・脊髄損傷治療の可能性
武内 恒成，松下 夏樹
愛知医科大学・医・細胞生物 生物学
中枢神経系の発生・回路形成、および神経の成熟過程にコンドロイチン硫酸プロテオグリカン（CS-PG）をはじめとするグリコサミノグリカンが多方面から機能する。中枢神経が損傷を受けたのちには、CS－PGが神経再生の阻害因子として損傷後修復を抑えてしまうことが、脊髄損傷からの治療を困難にしている。我々はこのコンドロイチン硫酸（CS）の発現を低下させるノックアウトマウスを作成し、解析を進めてきた。とくにCS合成転移酵素CSgalnacT1/T2のKOマウスは、その脊髄損傷モデル実験からは損傷後の劇的な回復を見せることを明らかにするとともに、ほかのグリコサミノグリカン発現にも影響を与える相互作用システムがあることが明らかになった。さらにはこの酵素が神経再生治療の切妙なターゲットになることを示した。本研究では、さらに治療に踏み込んで神経再生医療に向けたCS発現制御への方法論として、脊髄組織部位特異的な遺伝子ノックダウンのシステムを構築した。これによって神経再生に関わる遺伝子制御が可能となり、生理機能回復を示すまでに至った。また再生における分子メカニズムを明らかにするためにこの組織部位特異的遺伝子制御系を駆使して、基盤技術を整えている。 | | | |
|
|
