2012年6月22日
高桥教授（左）と斎藤助教（右）
多くのストレスにさらされる现代社会において、恒常性（ホメオスタシス）の乱れによる「现代病」が急増しています。恒常性は自律神経系によって调节されます。自律神経系のなかでも、交感神経と副肾は特に重要な组织です。しかし、これらの臓器の机能（の异常）がどのようにして「自律神経失调症」や「ストレスに强い（弱い）体」に结びつくのかはほとんどわかっていません。その理由として、交感神経系の成り立ちのしくみが全く解明されていないことが考えられます。
このたび、高橋淑子 理学研究科教授および斎藤大介 奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科助教は、モデル動物であるニワトリ胚の遺伝子操作を用いて、個体発生過程における交感神経系の形成機構を解明しました。この研究成果は、6月22日号の米国学術誌「Science」に掲載されました。
研究内容
初期発生过程において、交感神経系と副肾は同じ前駆细胞からつくられる。その前駆细胞は「神経堤细胞」と呼ばれるのもので、干细胞のような未分化状态として出现したのち、胚内を长距离にわたり移动するうちに徐々に分化する。交感神経系が作られる场合、神経堤细胞はまず体の中心にある背侧大动脉（以下、大动脉という。）に向かって移动する。そして大动脉付近で、さらに副肾になるものが分岐する。高桥教授らは、以下のような解析をとおして、大动脉が交感神経系形成の键を握ることを突き止めた。
大动脉が神経堤细胞の移动を制御する
トリ胚の利点をいかして、大动脉を胚内の本来とは异なる场所に移植したところ、その场所に向かって神経堤细胞が移动した。このことは、大动脉が神経堤细胞を诱引することを示す。さらに详しく调べたところ、大动脉から分泌される叠惭笔蛋白质がその周辺でさまざまな因子の产生を促すこと、そしてこれらの因子こそが细胞诱引を直接的に引き起こすことがわかった。これらの细胞诱引因子には、免疫细胞の移动をコントロールするものも含まれるなど、免疫系と神経系の共通性もうかがえた。
前駆细胞から交感神経と副肾がつくられるためには、大动脉からのシグナルが必要
大动脉にたどり着いた神経堤细胞は、やがて交感神経と副肾の2种类へと分岐するが、この分岐にも大动脉から分泌される叠惭笔蛋白质が働くことがわかった。叠惭笔シグナルが働くと副肾细胞が分化する。このことは、叠惭笔シグナルを人工的にブロック（阻害）すると、交感神経はできるが副肾は作られないという実験结果から示された。
図：交感神経系の细胞は、背侧大动脉に向かって移动する。そこでさらに分岐して、最终的に交感神経と副肾がつくられる。これらの一连の现象には、背侧大动脉が中心的な役割をもち、叠惭笔蛋白质が「司令塔」として働く。
研究の意义
世界初の技术开発
これらの発見は、主にトリ胚の胚操作を用いて得られたものである。特筆すべきは、同一の胚内で、血管（大動脈）と神経（神経堤細胞）の両方を同時にかつ別々に遺伝子操作するという、世界で初めての技術を開発したことである。神経と血管は、胚発生の過程から成体 まで、いろいろなところで密接に関わっていることは「経験的」に知られているが、両者の関係性を遺伝子や蛋白質の機能から明らかにした研究はほとんどなく、今回の発見は大きな成果といえる。
自律神経失调症の治疗やストレスに强い体づくりを目指した细胞治疗技术の基盘づくり
副肾を除去されると私たちは死にいたる。また交感神経はその正确な机能はおろか、どこでどのようにして作られるのか、ほとんどわかっていなかった。
本研究から、交感神経系がつくられるためには、液性因子叠惭笔が极めて中心的な役割を持つことが証明された。颈笔厂细胞から交感神経や副肾をつくったという报告はまだない。今后の细胞工学や细胞治疗、そして自律神経失调症の治疗にむけて、叠惭笔は注目されるべき蛋白质となるであろう。また自律神経にかかわる血管の作用も本研究で明らかになったことから、循环器系の治疗と自律神経失调症とのかかわりも大いに期待される。
书誌情报
[DOI]
Saito Daisuke, Takase Yuta, Murai Hidetaka, Takahashi Yoshiko.
The Dorsal Aorta Initiates a Molecular Cascade That Instructs Sympatho-Adrenal Specification. Science 22 June 2012: 336 (6088), 1578-1581
doi: 10.1126/science.1222369
- 京都新聞（6月22日 27面）および日刊工業新聞（6月25日 17面）に掲載されました。