生殖細胞核因子によるOCT4の抑制は、多能性を制限し、初期の神経系統における神経幹細胞の発達を促進します

初期のマウス神経幹細胞は、白血病阻害因子（LIF）依存性の原始神経幹細胞であり、胚性幹細胞または初期胚から分離できます。これらの原始神経幹細胞は、非神経組織に分化し、in vivoの胚7.5日と8.5の間のFGF2依存性の決定的な神経幹細胞に移行する能力を持ち、非神経競争の減少を伴います。OCT4は、生命依存性の原始神経幹細胞で発現し、FGF依存性の決定的な神経幹細胞で抑制されることがわかりました。OCT4の転写抑制因子である生殖細胞核因子（GCNF）を欠くマウスでは、決定的な神経幹細胞の生成が劇的に抑制され、初期の神経胚胚のOCT4の持続的な発現を伴いました。GCNF（ - / - ）神経幹細胞のOCT4のノックダウンは、GCNF（ - / - ）表現型を救助しました。OCT4の過剰発現は、原始の決定的な神経幹細胞への分化をブロックしましたが、原始神経幹細胞への決定的な脱分化を誘導しませんでした。これらの結果は、原始神経幹細胞がGCNF誘導誘導抑制によって決定的な神経幹細胞に発達することを示唆しています。OCT4プロモーターは、原始神経幹細胞から決定的な神経幹細胞までの発達中にメチル化されましたが、これらの神経幹細胞はGCNF依存メカニズムを介して多能性を失いました。したがって、GCNFによるOCT4の抑制は、原始から決定的な神経幹細胞への移行と初期の神経幹細胞系統における非神経能力の制限にとって重要です。

The earliest murine neural stem cells are leukemia inhibitory factor (LIF)-dependent, primitive neural stem cells, which can be isolated from embryonic stem cells or early embryos. These primitive neural stem cells have the ability to differentiate to non-neural tissues and transition into FGF2-dependent, definitive neural stem cells between embryonic day 7.5 and 8.5 in vivo, accompanied by a decrease in non-neural competency. We found that Oct4 is expressed in LIF-dependent primitive neural stem cells and suppressed in FGF-dependent definitive neural stem cells. In mice lacking germ cell nuclear factor (GCNF), a transcriptional repressor of Oct4, generation of definitive neural stem cells was dramatically suppressed, accompanied by a sustained expression of Oct4 in the early neuroectoderm. Knockdown of Oct4 in GCNF(-/-) neural stem cells rescued the GCNF(-/-) phenotype. Overexpression of Oct4 blocked the differentiation of primitive to definitive neural stem cells, but did not induce the dedifferentiation of definitive to primitive neural stem cells. These results suggested that primitive neural stem cells develop into definitive neural stem cells by means of GCNF induced suppression of Oct4. The Oct4 promoter was methylated during the development from primitive neural stem cell to definitive neural stem cell, while these neural stem cells lose their pluripotency through a GCNF dependent mechanism. Thus, the suppression of Oct4 by GCNF is important for the transition from primitive to definitive neural stem cells and restriction of the non-neural competency in the early neural stem cell lineage.