小头症を引き起こす新规原因分子を発见 胎仔脳の発生过程でのモーター分子の新たな机能

小头症を引き起こす新规原因分子を発见　胎仔脳の発生过程でのモーター分子の新たな机能

2024年12月 5日 10:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院医学系研究科発生発達神経科学分野　教授大隅典子

【発表のポイント】

ヒトの小头症^（注¹^）患者ではKIF23遗伝子の変异が见つかっています。
胎仔期のマウスの脳において、モーター分子^（注²^）として働くキネシンスーパーファミリー蛋白质（碍滨贵）^（注³^）の一つである碍颈蹿23が、神経干细胞^（注⁴^）内で働くことを明らかにしました。
碍颈蹿23の机能を阻害すると、神経干细胞の分裂に异常が生じて神経细胞の分化が早まり、细胞死^（注⁵^）へと繋がることが分かりました。
KIF23の遺伝子変異が、適切な脳の発生発達を妨げ、ヒトの小头症の原因となっている可能性が示唆されました。

【概要】

小头症とは、新生児の头の大きさが小さい状态のことで、脳の発生発达が不十分であることが原因とされています。脳の発生が始まるのは胎児期で、神経干细胞が増殖して神経细胞に适切に分化することで発达します。小头症の原因として子宫内感染症や遗伝子异常などが知られていますが、病态の全容解明には至っていません。

东北大学大学院医学系研究科発生発达神経科学分野のSharmin Naher助手、吉川貴子講師、大隅典子教授の研究チームは、同大学加齢医学研究所、同大学学際科学フロンティア研究所、国立精神?神経医療研究センター神経研究所、台湾国立陽明交通大学との共同研究で、マウスの胎仔期の脳を用いて、モーター分子Kif23が適切な神経幹細胞の分裂と神経細胞への分化を維持し、脳構築に重要な働きがあることを明らかにしました。さらにヒトの小头症で見られるKIF23遺伝子の変異によって脳構築が異常となる可能性があり、KIF23が小頭症を引き起こす新規の分子であることを明らかにしました。

本研究成果は、2024 年12月4日（日本時間　19時）に国際科学誌The EMBO Journal（電子版）に掲載されました。

図1. 神経幹細胞におけるKif23の機能

（A）神経幹細胞におけるKif23の局在。細胞が分裂する過程は、前期?前中期?中期?後期?終期の段階からなる。前中期になると、紡錘体が作られ、Kif23は紡錘体に局在し始める。Kif23（赤）、γ-tubulin（緑）: 中心体（分裂期に入ると細胞の両極へと移動）マーカー、DAPI（青）：核
（叠）子宫内电気穿孔法を用いたマウス胎仔脳における生体内Kif23机能阻害。
（颁）碍颈蹿23の机能阻害を行うと、対照群と比较して、神経干细胞の分裂面がより水平に倾く。α-迟耻产耻濒颈苍（赤）:纺锤体を形成する微小管マーカー
（D）Kif23の機能阻害により、神経細胞の分化が異常に亢進し、分化した神経細胞の細胞死が増加する。Tuj1（赤）:神経細胞のマーカー、CC3（赤）:細胞死マーカー、Sox2（丸）: 神経幹細胞マーカー、Tbr2（四角）：中間増殖細胞マーカー、Hu（三角）：神経細胞マーカー、Tuj1（菱形）：神経細胞マーカー

【用语解説】

注1．小头症：新生児の头の大きさが平均と比较して着しく小さいか、出生后に头の成长が停止する疾患。

注2. モーター分子：微小管とよばれる細胞骨格を足場として、細胞内の物質を一方向に運搬するタンパク質。モーター分子の代表的なものとして、キネシンやダイニンがある。

注3. キネシンスーパーファミリー蛋白質（KIF）：モーター分子として働くキネシンは、遺伝子ファミリーを形成しており、総称してKIFsと呼ぶ。

注4. 神経幹細胞：脳を構成する神経細胞を生み出す細胞。神経幹細胞は、分裂面が垂直であると対称分裂を行って神経幹細胞を維持し、分裂面が水平であると非対称分裂を行って神経細胞へと分化する。

注5. 細胞死：細胞が細胞膜や核などの破綻をきたし、生理機能を失い生命としての活動を停止している状態。細胞死のうち、アポトーシスは、遺伝子発現の制御下にあるプログラムされた細胞死である。

【论文情报】

タイトル：Kinesin-like motor protein KIF23 maintains neural stem and progenitor cell pools in the developing cortex
著者：Sharmin Naher, Kenji Iemura, Satoshi Miyashita, Mikio Hoshino, Kozo Tanaka, Shinsuke Niwa, Jin-Wu Tsai, Takako Kikkawa*, Noriko Osumi*
*责任着者：
東北大学大学院医学系研究科発生発達神経科学分野講師吉川貴子
東北大学大学院医学系研究科発生発達神経科学分野教授大隅典子
掲載誌：The EMBO Journal
顿翱滨：

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