ゼブラフィッシュ鰓弓神経節形成に関わる遺伝子ネットワークの解明

• Project/Area Number: 17770183
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Developmental biology
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 二階堂 昌孝 埼玉大学, 理工学研究科, 助手 (70344950)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2006: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ゼブラフィッシュ / プラコード / 内胚葉嚢 / FGF / 鰓弓神経節

Research Abstract

脊椎動物の脳神経系のうち感覚神経成分には、心臓の拍動数のモニターや消化管のぜん動運動の制御などを自律的に行って生体の恒常性の維持に関わる神経系が存在し、脊椎動物の生命維持に重用な働きを担っている。その発生過程は脳や脊髄といった中枢神経系のそれとは大変異なっており、プラコードという外胚葉性の肥厚から神経細胞の前駆体が形成・移入する事で形成されることが知られている。その分子機構については、最近ようやく各神経節に発現する遺伝子が明らかにされてきており、これらを遺伝子マーカーとした研究が進められてきた。その結果、各神経節の神経細胞の分化にはプラコードの下にある内胚葉嚢から分泌されるFGFやBMPといったシグナル分子が必要である事が明らかになってきた。しかしながら、各神経節のプラコード自身の外胚葉からの特異化にはどのようなシグナルが関わるのかは明らかになっていなかった。そこで本研究では、頭部感覚神経系のうち、上述のような恒常性の維持に不可欠な迷走神経をはじめ、顔面神経や舌咽神経を含む鰓弓神経節を対象とし、鰓弓プラコードの特異化に関わる分子機構を解明することを目的とした。
前年度までの研究により、特異化された鰓弓プラコードのマーカーとしてsox3が有用な事は明らかとなっていた。これをマーカーとして用い、予定鰓弓プラコード領域付近に発現するfgf8遺伝子の関与を検討した。まず、ゼブラフィッシュのfgf8機能欠損型変異体であるacerebellarでは、sox3の発現が認められない事がわかった。また更に、この変異体に担体に結合させたFGFタンパク質を投与すると、sox3の発現が回復する事も明らかとなった。以上の結果から、初期の鰓弓プラコードの特異化にはfgf8遺伝子が必要である事が明らかとなった。