マウス胎児肢芽細胞の微少集積培養系におけるパターン形成メカニズムの解明

• Project/Area Number: 13770010
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General anatomy (including Histology/Embryology)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 三浦 岳 京大, 医学(系)研究科(研究院), 助手 (10324617)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: パターン形成 / 発生 / 肢芽 / 数理モデル

Research Abstract

in vivoにおいて四肢の骨格パターンの周期性を変化させるファクターとしてFGF4が知られている。これは通常はAERと呼ばれる肢芽の先端部に分布するが、ビーズを用いて局所的に肢芽の中に投与すると、指の数を増加させる事が知られている.
我々が用いている肢芽の間葉細胞の微小集積培養系は、四肢の骨格パターンの周期性を保持していると考えられている。この培養系でのパターン形成は反応拡散によって起こると思われているが、このようなパターン変化を引き起こすには、拡散項が減少するか、反応項が上昇する事が必要である。そこで、この培養系においてFGF4が上記のような働きを介して周期性を変化させることができるのかどうか検討した。ところが、予想に反して、FGF4は軟骨分化には影響は与えたが、パターンの周期性に関しては影響がなかった。ただし、FGF4処理によって、軟骨分化の最初の徴候である間葉凝集の時期が早まる事が観察された。同様にAERで発現しているFGF8も同じ作用を引き起こしたが、FGF2,FGF10ではこのような作用は検出できなかった。このことから、AERで発現しているFGFは反応もしくは拡散項のどちらかに効くのではなく、双方を一律に変化させて、反応拡散系全体を動かす役割をしていることが示唆された。この結果を用いて、in vivoでは肢芽のAER直下のみで反応拡散が働き、肢芽の成長によって指の数が制御されているというモデルを構築している。