생쥐 태아 전뇌 유래 신경줄기세포의 초기 분화 시 Notch 신호의 조절이 신경세포분화에 끼치는 영향

Abstract

본 연구는 생쥐 태아 15일째 전뇌에서 추출한 신경줄기세포에서 초기분화 시 발현하는 유전자의 기전을 연구하였다. 신경줄기세포와 분화된 신경줄기세포에서 Affymetrix GeneChip을 사용하여 유전자 발현양상을 분석하였다. 분석한 다양한 유전자들 중에서, 분화한 신경세포에서는 Rhpn2와 Gfap 유전자 등 1225개 유전자의 발현이 증가 (2배)하였고, Dclk1과 Dusp6 유전자 등 1009개 유전자의 발현은 감소 (0.2배)하였다. 또한 분화된 신경세포에서는 Notch 신호전달경로에 관여하는 유전자들인 Notch1과 Notch2 그리고 Hes5 등의 유전자들의 발현은 증가하였고, 전신경 (proneural) 유전자들에 속하는 NeuroD, Mash1 그리고 Ngn2 등의 유전자는 발현이 저해되었다. 본 연구에서 사용한 신경줄기세포는 초기분화단계에서 대부분 아교세포로 분화하였다. 신경세포 분화에 관련된 Notch 신호를 저해하기 위해서, 신경세포에 γ-secretase 저해제를 처리한 경우, Hes 유전자의 발현 감소와 전신경 유전자들 (Mash1 등)의 발현 증가하였고, 아울러 아교세포로 분화하였다. 이는 Notch 신호를 저해하여도 15일째 신경줄기세포의 분화에서는 아교세포로 분화되고 신경세포로 분화하지 못함을 의미한다.; In this study, we analyzed gene expression pattern and its mechanism in NSCs from embryonic 15 days fetus and early differentiated NSCs. We employed Affymetrix GeneChip analyses to compare the gene expression profile of NSCs and differentiated NSCs. Among the various analysed genes, 1225 genes were up-regulated (higher than two fold), but 1009 genes were down-regulated (lower than 0.5 fold) at differentiated cells. Also Notch1, Notch2, and Hes5 genes were up-regulated at differentiated cells. Proneural genes (e.q. NeuroD, Mash1 and Ngn2) were repressed by Hes proteins during neural differentiation. So there is some co-relation of Notch signaling and Hes proteins and ultimately Notch signaling is vital for the early differentiation. Next, checking of Notch inhibitor has been performed where after treating γ-secretase inhibitor as Notch inhibitor, Hes genes were down-regulated and proneural genes (e.q. Mash1) were upregulated and responsible for differentiation to astrocyte. So, inhibition of Notch signaling in NSCs at 15days fetal forebrain results differentiation to astrocyte whether it can.t differentiate to neuron.