著者
岡田 康志
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
新学術領域研究(研究領域提案型)
巻号頁・発行日
2013-04-01

光学顕微鏡の分解能は回折現象により約250nmに制限される。そのため、細胞内で生命現象が展開される場である細胞内小器官や超分子複合体など、大きさ100nm以下の構造のダイナミクスを直接的に観察することは出来なかった。申請者は蛍光分子局在化法、構造化照明法、誘導放出制御法など3つの「超解像法」の生体試料へのアプリケーションを試みてきたが、いずれも高分解能生体イメージングには不十分だった。本研究では、多重化蛍光分子局在化法とワンショット構造化照明法の2つのアプローチで100ms以下の時間分解能と50-80nmの空間分解能による超解像蛍光生体イメージング法の開発を行ってきた。前者では、新規に開発された自発的にブリンキングする蛍光色素と蛍光分子位置決定の新しいアルゴリズム開発により、蛍光分子局在化法の時間分解能を飛躍的に改善した。後者は、構造化照明法の原理とスリット式コンフォーカル顕微鏡の原理の関係に注目した新しい方法で、1枚の取得画像から回折限界の2倍の空間分解能を達成することが出来、構造化照明法による超解像顕微鏡法の時間分解能を100倍向上することに成功した。いずれも、現在、国内メーカーを通じた市販化の準備が進められており、国産超解像技術として社会に還元されることが期待される。また、これまで申請者が推進してきた分子モーターの機能を中心とする細胞内輸送系の研究では、これまで困難であった輸送制御の現場の直接的な観察が可能となり、研究が飛躍的に進展することが期待される。
著者
横山 ちひろ 村山 美穂 田原 強 尾上 浩隆 村山 美穂 田原 強 尾上 浩隆
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
基盤研究(C)
巻号頁・発行日
2007

コモンマーモセットの示す社会性における、遺伝子/環境-行動連関の分子基盤を明らかにするために、セロトニン、ドーパミン、性ステロイドおよびバソプレシン神経伝達等に係る遺伝子多型の調査および陽電子断層撮影装置(PET)による脳内生体分子イメージングを遂行した。社会性行動の定量評価しそのスコアと遺伝子多型および脳内分子局在活性との関連性を明らかにするとともに、親子分離による社会行動への影響を明らかにした。
著者
平沢 達矢
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
挑戦的萌芽研究
巻号頁・発行日
2013-04-01

横隔膜は、哺乳類系統で独自に獲得された進化的新規形態であるが、その起源や初期進化については未解明のままであった。本研究では、基盤的単弓類をはじめとした化石骨格の調査とHox遺伝子発現パターンの観察を通じて、横隔膜は祖先動物の肩の筋から進化したという新しいシナリオの証拠を得た。また、胚発生における外側体壁の変形を解析し、羊膜類では心臓の位置が胸郭内部に移動する際に頚部レベルの外側体壁も同調して胸郭内部に引き込まれるが、哺乳類の横隔膜はこれを基盤として胸腔と腹腔を分ける構造として成立したと考えられた。
著者
丹羽 仁史 山中 伸弥 升井 伸治 中尾 和貴
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
特定領域研究
巻号頁・発行日
2002

これまでに本研究において同定と機能解析を進めてきた遺伝子群について、マウス胎児性ならびに成体性線維芽細胞における多能性誘導能を網羅的に解析した。この結果、Oct3/4,Sox2,Klf4,cMycの4因子の組み合わせにより、これらの線維芽細胞に多能性を誘導することが可能であることを明らかにし、報告した(Takahashi, K. and Yamanaka, S., Cell, 2006)。さらに、これら4因子のうち、マウスES細胞における機能が明らかでなかったSox2とKlf4について、その解析を進めた。まず、Klf4については、これがES細胞に於けるLefty1プロモーターの活性化においてOct3/4およびSox2と協調的に働くことを明らかにした(Nakatake, Y. et al., Mol.Cell.Biol., 2006)。また、Klf4の強制発現が、マウスES細胞のLIF非依存性自己複製を維持しうることも見出している。一方、Sox2については、その機能がマウスES細胞の自己複製に必須であり、Sox2機能喪失は栄養外胚葉への分化を誘導すること、そしてSox2のマウスES細胞における主たる機能はOct3/4の転写活性維持にあることを明らかにした(Masui, S. et al., Nat.Cell.Biol., in revision)。さらに、マイクロアレイ法を用いた解析により、Oct3/4の標的遺伝子候補を網羅的に同定し(Matoba, R et al., PLoS One, 2006)、Klf4ならびにSox2の標的遺伝子についても同様の解析を進めることにより、マウスES細胞に於ける遺伝子発現制御の全体像を明らかにすることを現在試みている。
著者
城田 幸一郎
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(A)
巻号頁・発行日
2002

近年、キラルネマチック液晶のフォトニックバンド端における群速度異常を利用したレーザー発振が盛んに研究されているが、液晶フォトニックレーザーの安定性に関するデータはほとんど報告されいない。最終年度である平成16年度は、この点を明らかにし、実用性について検討した。用いた液晶は、キラルネマチック液晶にキラル化合物を適量混合し、ピッチをレーザー色素の発光帯に調整したものである。色素には、一般的なレーザー色素であるCoumarin、DCM、Pyrrometheneなどを用いた。それぞれの色素に合わせてピッチを調整した液晶に色素を約0.5%ドープし、25μm厚の水平配向セルに注入して試料とした。光ポンピングのための光源として、Ti:Sapphire増幅器(繰り返し:1kHz、パルス幅:〜125fs)により励起したOPAを使用した。励起波長は、Coumarinに対しては、370nm、DCM、Pyrrometheneに対しては530nmである。全てのサンプルは長波長側のバンド端で発振し、発振波長は、Coumarin:476nm、DCM:610nm、Pyromethene:579nmであった。紫外光励起(3710nm)であるCoumarinは、励起パルス数が10^4 shots程度で発振停止した。それに対して、530nm励起であるDCM、Pyrometheneは10^4 shots程度では全く変化がなかった。さらに、試料を最適化することによって、発振閾値を180nJまで低下させると、10^7 shotsでも安定に発振する試料を得ることができ、この時のQ値は5000を超えていた。この耐久性は固体色素レーザーと比較しても遜色のない値であり、液晶フォトニックレーザーは用途によっては十分に実用的な特性を有していることを確認した。
著者
ARNER Erik CARNINCI Piero FORREST Alistair SAXENA Alka FAGIOLINI Michela
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(A)
巻号頁・発行日
2011

レット症候群のマウスモデルについてChIP 配列決定を行い、野生型(WT)とMecp2 欠損(KO)マウスの視覚野におけるMecp2 とFoxg1 の標的を特定。キャップによる遺伝子発現解析(CAGE)でKO の標的の発現レベルを評価した。WT とKO で発現の異なる遺伝子は主に発生後期に見られ、その多くは呼吸鎖等のミトコンドリア・プロセスに関連しており、レット症候群におけるミトコンドリアの関与を示唆している。
著者
丹羽 康貴
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
挑戦的萌芽研究
巻号頁・発行日
2013-04-01

”夜ふかし”マウスをもちいてその行動を詳細に解析し始めたところ、Dox濃度を検討するための行動異常としては時間的にもマウスリソース的にも適切でないことが分かった。そこで同様の方法で作製した別の変異マウスをもちいてDox濃度の条件検討をおこなった。その結果、その変異マウスの表現型である体重減少と睡眠時間の減少をDox添加餌にて抑制することができた。また、それぞれ餌を変えるだけで、その表現型を抑制し、誘導し、再び抑制することにも成功した。これらの結果から得られたDox濃度条件をもとに、夜ふかし行動を抑える神経基盤がいつ決まるかを今後解析していく予定である。
著者
黒田 公美
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2005

すべての哺乳類において、親による子育て(哺乳、仔の安全や衛生を守るなどの母性的養育行動)は子の生存にとって不可欠である。したがって親の脳内には養育本能を司る神経メカニズムが備わっており、その基本的な部分はすべての哺乳類で共通であると考えられる。そこで我々は、人間の養育行動とその病理の理解を深める目的で、マウスをモデル動物として養育行動の神経メカニズムを解析している。本研究では、養育しているマウスとしていないマウスの脳内養育行動中枢(内側視索前野、MPOA)を単離し、DNAマイクロアレイ法による網羅的遺伝子発現解析を行うことにより、養育している時だけ発現が上昇する遺伝子群を探索した。見出された遺伝子群はすべて、細胞内シグナル伝達系の一つであるERK経路に関連していた。実際にマウスが養育を開始すると15分でERKが活性化される。また、ERK活性化を特異的阻害剤SL327によって抑制すると、養育未経験なマウスは養育行動を学習できなくなった。しかし、すでに養育を十分習得した母マウスの養育行動にはSL327は影響を与えなかった。さらに、転写因子FosBの遺伝子破壊(KO)マウスでは、養育行動が低下していることが知られているが、このFosBKOマウスでは、MPOAにおけるSPRY1およびRadの発現量が低下していた。SPRY1とRadはそれぞれ、ERK活性化およびカルシウム流入を介した神経細胞活動に対しフィードバック抑制を行う。さらにRadは神経突起の伸長などの形態変化を誘導する機能も持つ。以上の結果より、仔マウスからの知覚刺激により親マウスの脳のMPOAニューロンにおいてERK活性化が起こり、cFos/FosB転写システムが活性化されてSPRY1とRadを誘導し、これらの分子によってニューロンの活性制御と形態変化が起こることが、養育行動の獲得に重要であると考えられた(投稿中)。
著者
山中 智行
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2006

ハンチントン病等のポリグルタミン病は、優性遺伝性の神経変性疾患であり、原因遺伝子内の翻訳領域のCAGリピートが正常型に比べ約2〜3倍に異常に伸長することによって生じる。結果、遺伝子産物のポリグルタミン鎖が伸長され、この伸長ポリグルタミン含有タンパク質が毒性を獲得することにより、神経細胞の機能障害、変性をきたすと考えられている。病態機序としては、伸長ポリグルタミン含有タンパク質が核内に凝集体(核内封入体)を形成すること、また、核移行を人為的に阻害すると神経変性効果が劇的に減少することから、核内が主要な作用部位であると考えられている。さらに、モデルマウス等を用いた遺伝子プロファイル解析から、特定の遺伝子の発現異常が作用点の1つであると考えられている。私は、ハンチントン病モデル細胞から精製した核内凝集体の網羅的質量分析より、変異ハンチンチン(伸長ポリグルタミン含有ハンチンチン)に相互作用する新規タンパク質として、転写因子であるNF-Yを同定した。さらに、ハンチントン病モデルマウス脳において、変異ハンチンチンの凝集体はNF-Yを取り込むことにより、NF-Yを介したHSP70シャペロンタンパク質の転写活性を低下させることを見出した。このHSP70は変異ハンチンチンによる神経変性に抑制的に働いていることがすでに報告されている。よって、本研究より見出された変異ハンチンチンによるHSP70の発現抑制機構は、ハンチントン病の病態進行に深く関わっていることが示唆される。
著者
岡本 晃充
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
基盤研究(B)
巻号頁・発行日
2008

励起子相互作用による蛍光消光を効果的に使用した新しい発想のオン-オフ蛍光核酸プローブ(近赤外)を設計・作成した。このプローブは、プローブだけのときには色素の二量化によってほとんど蛍光を示さないが、標的配列(DNA・RNA)とハイブリダイゼーションしたとき二量体構造が崩れ、強い蛍光発光を与えた。
著者
若山 照彦
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(A)
巻号頁・発行日
2003

卵子及び精子の凍結保存には定期的な液体窒素の補充が不可欠であり、長期間安全に維持するためには膨大な経費が必要である。そこで我々は精子および卵子の簡便な室温(非凍結)保存法の開発を試みた。従来の凍結保存に使われている試薬(グリセロールなど)は非凍結保存では毒性を示し、保存後の精子から産子を作ることはできなかった。しかし我々は高濃度のNaClを保存液に加えると精子の保存性が促進されることを発見した。この「塩漬け」方法では、保存中の精子の先体部が破けるなどのダメージが生じ、すべての精子が保存直後に死滅してしまうが、顕微受精技術によってそれらの精子を卵子内へ注入することで室温では10日間、4℃では2ヶ月間保存しても高率に産子へ発育させることが可能になった(Thaun et al., 2005)。これは従来の記録(室温で3日、4℃で1週間)を大幅に塗り替えている。以前我々は精子の凍結乾燥法を開発したが、今回の方法は高価な凍結乾燥機を必要とせず、より簡便な方法である。一方我々はこの方法が卵子にも効果があるかどうか検討してみた。その結果室温で24時間保存した卵子から顕微受精によって産子を作出することに世界で始めて成功した(Wakayama et al., 2004)。これまで卵子の室温保存は数時間が限度とされていたことから、本方法は精子だけでなく卵子においても有効であることが示されている。これらの研究から生殖細胞の保存にはDNAにダメージがなければ、細胞の生き死には重要ではないことが明らかとなった。また我々は生殖細胞を持たない不妊マウスからでも、体細胞核移植技術などを利用して子孫を作出する方法も開発中である(Wakayama et al., 2005)。
著者
御子柴 克彦
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
基盤研究(S)
巻号頁・発行日
2008

細胞外からの刺激によりIP_3 が産生され、IP_3 受容体に結合しCa^<2+>を放出し様々な生理機能を引き起こす。3次元構造解析等により、IP_3 やCa^<2+>がアロステリックな構造変化を起こし、チャネルポアーの開口を起こす機構を解明した。IP_3 受容体は、我々が発見したERp44, GRP78, 80K-H 等多くの分子の分子間相互作用を促すシグナルハブ(拠点)として多様な働きをする事を示した。また、IP_3 がIP_3 受容体に結合すると放出される3rd メッセンジャーとしてのIRBIT を発見し、酸・塩基平衡をはじめとする多様な機能を制御する事を発見した。以上、IP_3 受容体が多様な生理的働きをし、且つ、その障害により神経変性、学習障害、心発生障害、骨粗鬆症、自己免疫疾患、急性膵炎等の各種の多くの疾患を引き起こす機構を解明した。またこの為に世界最高感度のCa^<2+>指示薬、Ca^<2+>ポンプ指示薬の開発、二光子顕微鏡によるインビボイメージング技術等の開発を行った。
著者
河合 克宏
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2012-04-01

IRBITノックアウトマウスにおいて見られる種々の行動異常の発症機構を解明するため、モノアミン産生および細胞内pH制御へのIRBITの寄与に関して検討を行った。その結果、モノアミン産生の鍵となるTyrosine hydroxylaseのリン酸化をCaMKIIαの活性を介してIRBITが制御している事がわかった。また、神経細胞およびグリア細胞においてIRBIT欠失が細胞内pH制御の機能異常を引き起こす事も明らかにした。
著者
エスポジート ジャンルカ
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2012-04-01

母子間の結びつきは、ほ乳類の子どもにとって最も早くかつ重大な社会的関係である。今回のプロジェクトで、乳幼児が母親に運ばれる時に示す輸送反応を明らかにできた。6か月以下の乳幼児は、母親に運ばれている時に即座に大人しくなり、泣きやみ、心拍数の低下が顕著であった。マウスの子でも同様である。マウスの子に薬理学的、遺伝学的な阻害してTR反応が失われると母親が子供を救出するのを阻害する。これはTR反応がいかに機能的に重要かを指し示す。この研究によって初めて、TR反応は中枢、身体運動、心機能の総合的な調節を含み、これらはほ乳類の母子間相互関係において保存されていることが示された。

2 0 0 0 OA 脳の病態解明

著者
貫名 信行 岩坪 威 井原 康夫 祖父江 元 西川 徹 岩坪 威 井原 康夫 祖父江 元 西川 徹
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
特定領域研究
巻号頁・発行日
2004

「病態脳」の研究期間において学問領域を新たに展開し得た業績としては前頭側頭葉認知症や筋萎縮性側索硬化症ALSの病態関連分子としてのTDP-43の同定である。本研究班はこれに貢献するとともにALS関連分子として同定されたFUS/TLSの機能解析において先駆的な研究を展開し、またALSにおけるRNA editing病態の解析といった世界的にもユニークな研究を展開した。また神経変性疾患におけるタンパク質分解系の役割としてオートファジーの研究を展開し、その治療応用などの方向性も示した。アルツハイマー病やパーキンソン病の病態の基礎研究を進展させるとともにさまざまなモデル動物も作製できた。精神疾患においてはゲノム異常と関連する研究において先端的な研究を行い、新たな精神発達遅滞遺伝子の同定や一部の統合失調症の家系解析から新たな病態仮説を提唱した。またゲノム工学を用いた自閉症マウスモデルの作製にも成功した。さらにこれらの疾患関連遺伝子の遺伝子導入やノックアウトにより作製されたモデルマウスの行動異常解析が系統的に行われるようになり、今後の研究展開の基盤ができた。これらの研究の成果の一部はすでにNature, Nat Cell Biol, Nat Biotech Nat Struct Mol Biol, Cell等の一流国際誌やJ. Neurosci, Biol Psychiatryといった一流専門誌に多く発表され、これらを含む約1700編の英文論文が発表された。「統合脳」の一翼として活動することにより、病態脳科学という領域を形成し、今後の統合的脳疾患研究の基盤を形成することが出来た。またこれらの成果を一般に向け公開するとともに、「包括脳」として今後より広く研究支援活動を行うことも可能となった。本年度は5年間の「病態脳」研究成果をまとめ、冊子およびCDとして報告書を作成し、領域内外に公開した。
著者
片岡 達彦
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2003

本研究では、重金属耐性遺伝子の単離と機能解析を目的として研究を実施した。重金属汚染土壌の環境回復の実現に対する貢献が強く期待されている植物特有の有用遺伝子の単離を試み、機能解析を行った。特に、硫酸イオントランスポーターによる吸収が認められているセレンやクロム毒耐性に着目して、代謝およびトランスポーターを介した、新規の重金属耐性メカニズムの解析を行った。有用遺伝子の単離は、モデル植物であるシロイヌナズナの発現ライブラリーを、酵母で発現される系を用いて実施した。植物由来のcDNAライブラリーを形質転換した組み換え体の酵母について、硫酸イオンのアナログであるセレン酸(SeO_4^<2->)やクロム酸(CrO_4^<2->)を含む培地上で、スクリーニングを行った。選抜された遺伝子については、配列を確認後、新たに完全長cDNAを有するプラスミドを作成して、再度形質転換を行うことにより、形質の確認を行った。その結果、膜タンパク局在が予想される遺伝子が選抜された。本遺伝子が属するファミリーは現在まで、機能が明らかにされていない。ファミリーに属する複数の遺伝子について、発現様式の解析を行ったところ、目的の遺伝子のみが硫黄欠乏により発現が誘導され、根及び地上部のいずれの組織においても発現が認められた。また、プロモーターとレポーター遺伝子の融合タンパクを用いた解析より、本遺伝子は根、葉のいずれの組織においても表皮細胞で強く発現されることが示された。酵母では、高親和性の硫酸イオントランスポーターとの共発現により、硫酸イオンの吸収が抑制されていることが示されたことから、吸収活性の制御あるいは硫酸イオンの排出に関わる遺伝子である可能性が示された。
著者
出渕 卓
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
新学術領域研究(研究領域提案型)
巻号頁・発行日
2011-04-01

本年度は 新たに導入された BlueGene/Q (3.5 rack 700 TFLOPS peak)上で、自然界のクォーク質量に等しい物理点上の アップ、ダウン、ストレンジ の軽いクォークの関わる物理量の計算を、効率良く行うための研究を行った結果、5倍から40倍もの計算効率化を果たすことが出来た。 目的とする正確な物理量(高コスト)とその近似計算(低コスト)の両方を、後者の近似計算をより頻繁(正確な計算の~100倍程度の頻度)行うことによって統計誤差を下げ、なおかつ格子理論の対称性を使うことに計算結果にバイアスを入れない All-Mode Averaging (AMA) という 方法を提案した。物理量の骨組みとなるクォークの伝搬関数を計算する際に、長距離の伝搬を支配するクォークの低エネルギーモードを固有ベクトルを求めることにより正確に扱い、短距離伝搬を担う 高エネルギーモードは多項式近似を行う。新しい計算資源である BlueGene/Q や GPU 上で、それぞれの資源の特長を生かした固有ベクトル計算を高効率で行うためのアルゴリズム implicitly restarting Lanczos with Chebyshev acceleration を開発・実装した。BlueGene/Q 上での計算コードは 理論絶対ピークの 30%の速度を超えており、この世代のメニコア環境下では満足のいく効率だと思われる。現在の方法では、より大体積の格子計算では、より大きなメモリ容量が必要 (体積の2乗に比例)であり、ドメイン分割法などの方法で必要メモリを減らすことが現在の課題であるが、これに関しても今現在進展を得つつある。
著者
吉原 良浩
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
特定領域研究
巻号頁・発行日
2009

嗅覚系は外界の匂い分子を受容し、その情報を脳へと伝達することによって、匂いイメージの形成による感覚認識とともに、内分泌・情緒・行動などの総合的変化を引き起こす重要な神経システムである。1991年のBuckとAxelによる嗅覚受容体遺伝子群の発見が契機となり、その後、嗅覚研究は飛躍的に発展してきた。特に嗅上皮の嗅細胞における嗅覚受容体の発現様式(1嗅細胞-1嗅覚受容体ルール)、嗅球への軸索配線パターン(同一嗅覚受容体発現嗅細胞の特定糸球体への軸索集束)、さらには嗅球における『匂い地図』の存在が証明され、鼻から脳の入口までに至る一次嗅覚神経系の匂い情報コーディング様式については、かなりの部分が解明されてきた。このような一次嗅覚神経系において、中心的役割を果たす分子が嗅覚受容体である。匂い情報の入力・脳への伝達を司る嗅細胞で発現する嗅覚受容体は、匂い分子受容・遺伝子発現制御・軸索ガイダンスという3つの異なった機能を果たすべくモーダルシフトすると考えられている。本研究課題では、これらの研究を推進継続するとともに新たな問題(「1嗅細胞-1嗅覚受容体ルール」の分子メカニズム解明)にも挑戦し、匂いセンサーである嗅覚受容体の機能的モーダルシフトに焦点を当てて、分子・細胞・シナプス・神経回路・システムさらには行動レベルでの統合的解析を行った。平成22年度においては特に、嗅細胞特異的新規ゴルジ膜蛋白質#123の遺伝子欠損マウスについて、その表現型解析を行った。電気生理学的に嗅上皮における匂い応答を測定したところ、野生型マウスに比べて著しく減弱しており、#123分子の嗅覚反応における重要性が示唆されていた。この原因を探索したところ、嗅細胞特異的アデニル酸シクラーゼIIIの異常な細胞内局在を見出した。また#123遺伝子欠損マウスにおいては、嗅細胞繊毛の長さも短くなっており、これらの異常が匂い応答の減弱を引き起こすことを明らかにした。
著者
張 周恩
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
若手研究(B)
巻号頁・発行日
2009

本研究では、PETイメージングの感度と信憑性を高めるために、腫瘍の分子ターゲットを増幅する新たな戦略を提案し、腫瘍を標的する多機能性ホスト・ナノ粒子-ゲストPETトレーサー・システムの構築を試みた。PAMAMデンドリマーをホスト分子シクロキストリン(CD)修飾して、多機能性ホスト・ナノ粒子PAMAM-CDを得ることが出来た。C-11標識したカボラン類縁体などはゲストPETトレーサーとして設計し合成した。該類多機能性ホスト・ナノ粒子-ゲストPETトレーサー・システムは癌の超高感度イメージング及び画像誘導治療への応用が期待できる。
著者
笹井 芳樹
出版者
独立行政法人理化学研究所
雑誌
特定領域研究
巻号頁・発行日
2005

我々はこれまでにフィーダー細胞を用いずに、ES細胞の細胞塊を無血清下に浮遊培養ですることで、効率よく神経細胞に分化させる系をまず樹立した(SFEB法)。マーカー解析の結果、SFEB法でES細胞から産生された神経細胞はこれまで産生が困難であった大脳の前駆細胞であることが明らかになり、さらにShhを作用させることにより、この大脳前駆細胞から大脳基底核などの細胞を試験管内で分化誘導することに成功した。この研究により、従来不可能であった試験管内での大脳神経細胞の大量産生が可能なり、大脳の変性疾患(ハンチントン病やアルツハイマー病など)の発症機序の解明や大脳疾患の治療法開発に大きく貢献することが期待される。SFEB法によりES細胞からの前脳の分化誘導は確認されたが、小脳、橋などへの分化効率は低い。小脳、橋などを含む変性疾患に関連する後脳吻側部に着目し、細胞外シグナルによる分化誘導系の樹立を目指し、条件検討を行い、マウスES細胞からの10%程度での小脳主要ニューロンの安定した分化誘導法を確立した。一方、ヒトES細胞分化にSFEB法を応用するにあたっては、ヒトES細胞特有の問題として、細胞死による細胞生存の低さがあった。今年度、この細胞死をROCK阻害剤が抑制することを発見し、大量培養を効率よく行うことが可能となり、これを用いてヒトES細胞からの大脳の分化誘導にも成功した。ヒトES細胞の技術をさらに広く再生医療や創薬に用いるために重要な基盤技術が確立された。