Biofiles

神経細胞系マーカーLineage Marker

By: Anne Keller-Novak, Product Manager, Sigma® Life Science, Biofiles, Vol. 8, No. 15


絶えず進化を続けている幹細胞研究の分野は非常に魅力的なものですが、競争の多い研究分野でもあります。また幹細胞の研究は、発生生物学、治療医学、再生医療、創薬など多くの領域に有望視されています。Pottonらは、幹細胞とはa)増殖、b)自己維持、c)分化、およびd)分化多能性の能力を有する未分化細胞である、と述べています1。幹細胞は研究者たちに、細胞が分化し特定の細胞系譜または細胞種となることを促す内因性と外因性因子の理解を深めるための、「白紙の状態」を提供しています。

科学者たちは当初、胚性幹細胞(ESC)と成体/体性幹細胞の2種類の幹細胞を使って研究していました。ESCは分化万能性をもち、研究目的に安定細胞系列が作成されましたが、その起源のために利用性と期待性が低いのでは、という議論がありました。成体幹細胞は分化万能性ではありませんし、それらの分離と培養にもハードルがありましたが、移植が関係する用途にはメリットがあると思われます。2006年、山中教授はマウス線維芽細胞に転写因子を用いて人工多能性幹細胞(iPSC)を作製することで、細胞の「リプログラミング」という概念を描き出し、幹細胞研究の新たな扉を開けました2。さらに近年、このプロセスは、低分子化合物を用い細胞を特定の系譜に誘導するまでに拡大されています。たとえばDingらは、低分子化合物のSB431542CHIR99021を用い、ヒトESCを前駆・神経幹細胞(NSC)に変換させる、迅速かつ一貫性のある方法を開発しました3。その他にも、MakらはドルソモルフィンSB431542を用い、患者のiPS細胞系から神経前駆細胞を作製しています4。さらにソニックヘッジホッグを使った操作を加え、続けてドーパミン作動性ニューロンに分化させることにも成功しました。

このような研究では、一定の細胞集団を特定し選別するための系譜マーカーが必要になります。これまでにも、一定のマーカーまたはそれらの組み合わせが確立されてきました5。しかし、細胞の亜集団が特定され精緻化されるにしたがい、新たなマーカーが同定されてきています。Sheikhらは神経幹細胞の「幹細胞的性質」マーカーとしてquerkopf(QKF、aka MYST4、MORF、KAT6B)を同定しました6。ヒストンアセチル化酵素のサブクラスに属するQuerkopfは、正常な脳の発達に必須の役割を果たすことが明らかになっており、この過剰発現によって悪性腫瘍が、機能喪失によって欠損が生じます7。この研究では、高レベルのQKFを発現している細胞から、全3種の神経細胞、すなわちアストロサイト、オリゴデンドロサイト、ニューロンが形成されていました。さらにさまざまなレベルのQKF発現により、NSC、神経芽細胞、上衣細胞、一過性増殖細胞などの特定の細胞集団を分離することができました。

Cusulinらは、ネスチン、MAP2、CD11bといった多数のニューロンマーカーを利用し、成熟ニューロンやミクログリア細胞との細胞融合がNSCの移植に果たす役割を理解する研究をしました8。Sigma® Life Scienceは上述のマーカーのほか、多種多様な神経細胞系譜マーカーを提供しています。Atlas Antibodies社製のPrestige Antibodies®は、神経組織と細胞系列においてバリデーションされています。それぞれの抗体に関する、ヒト小脳、海馬、側脳室、および大脳皮質組織の免疫組織化学(IHC)画像が得られています。またD341 Med、SH -SY5Y、U-138 MG、U-87 MGといった脳細胞株での染色像も入手されています。12例までの患者からの膠腫検体の画像も得られています。IHC画像に加え、細胞内局在の情報を得るため、U-251 MG細胞を用いた免疫蛍光(IF)染色にも各抗体が用いられています。各種製品を使った画像例を、以下Materialsの表に示しています。

 

Neural Lineage Markers
 

セクレタゴジンは、マウス嗅球で強く発現している、新たに発見されたEFハンド型カルシウム結合タンパク質です。抗SCGN抗体(HPA006641)を使って視覚化しています。

 

Materials

Product # Image Description
HPA006035 抗ACTN1抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA001873 抗ACTN4抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA023099 Anti-CALB1 antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA007305 抗CALB2抗体 ウサギ宿主抗体 Ab1, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA007306 抗CALB2抗体 ウサギ宿主抗体 Ab2, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA023266 抗CNP抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution, Ab1
HPA023278 抗CNP抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution, Ab2
HPA023280 抗CNP抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution, Ab3
HPA023338 抗CNP抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution, Ab4
HPA021616 Anti-EZR antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA008943 抗ICAM5抗体 ウサギ宿主抗体 Ab1, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA009083 抗ICAM5抗体 ウサギ宿主抗体 Ab2, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA008057 Anti-INA antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA002274 抗ITGAM抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA006104 Anti-KAT6B antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA039064 Anti-MAP1A antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA022275 Anti-MAP1B antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA008273 Anti-MAP2 antibody produced in rabbit Ab1, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA012828 Anti-MAP2 antibody produced in rabbit Ab2, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA008848 抗MCAM抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA000451 抗MKI67抗体 ウサギ宿主抗体 Ab1, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA001164 抗MKI67抗体 ウサギ宿主抗体 Ab2, Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA001356 抗MYO5A抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA030900 Anti-NCAM2 antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA023138 Anti-NEFM antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution, Ab2
HPA026111 Anti-NES antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA006680 Anti-NLGN1 antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA005753 Anti-PBK antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA030790 Anti-RBFOX3 antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA024372 Anti-S100A8 antibody produced in rabbit Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution
HPA006641 抗SCGN抗体 ウサギ宿主抗体 Prestige Antibodies® Powered by Atlas Antibodies, affinity isolated antibody, buffered aqueous glycerol solution

 

References

  1. Stem cells: attributes, cycles, spirals, pitfalls and uncertainties - Potten et al., Development, v110, 1001-1020 (1990)
  2. Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors - Yamanaka et al., Cell, Volume 126, Issue 4, 25 August 2006, Pages 663–676
  3. Rapid induction and long-term self-renewal of primitive neural precursors from human embryonic stem cells by small molecule inhibitors - Ding el al., PNAS, v108, 8299-8304 (2011)
  4. Small Molecules Greatly Improve Conversion of Human-Induced Pluripotent Stem Cells to the Neuronal Lineage - Mak et al, Stem Cells International (2012)
  5. http://stemcells.nih.gov/info/2001report/Pages/2001report.aspx
  6. Querkopf is a key marker of self-renewal and multipotency of adult neural stem cells - Sheikh et al., Journal of Cell Science. v125, 295-309 (2011)
  7. Querkopf, a MYST family histone acetyltransferases, is required for normal cerebral cortex development - Thomas et al., Development. v127, 2537-2548 (2000)
  8. Embryonic Stem Cell-Derived Neural Stem Cells Fuse with Microglia and mature neurons - Cusulin et al, Stem Cells, v30, 2657- 2671 (2012)
  9. Mulder J, Spence L, Tortoriello G, Dinieri JA, Uhlén M, Shui B, Kotlikoff MI, Yanagawa Y, Aujard F, Hökfelt T, Hurd YL, Harkany T. Secretagonin is a Ca2+ binding protein identifying prospective extended amygdala neurons in the developing mammalian telencephalon. Eur J Neurosci. 2010 Jun;31(12):2166-77 Epub 2010 Jun 7
  10. Mulder J, Zilberter M, Spence L, Tortoriello G, Uhlén M, Yanagawa Y, Aujard F, Hökfelt T, Harkany T. Secretagonin is a Ca2+ binding protein specifying subpopulations of telencephalic neurons. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Dec 29;106(52):22492-7 Epub 2009 Dec 16.

 

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