哺乳類の脳容積拡大を可能にした頭蓋底の形態進化過程の解明
Project/Area Number |
19K07244
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 48010:Anatomy-related
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Research Institution | Juntendo University (2021-2022) Tokyo Medical and Dental University (2019-2020) |
Principal Investigator |
古寺 敏子 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (90822809)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武智 正樹 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (10455355)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | 形態進化 / 神経堤細胞 / 軟骨頭蓋 / Dlx1ミュータントマウス / 三次元再構築 / Dlx1遺伝子改変マウス / Dlx1 |
Outline of Research at the Start |
哺乳類が多様な環境に適応放散できた要因の一つに、脳と感覚器が集中する頭蓋顎顔面の形態進化が挙げられる。哺乳類の脳容積の拡大に伴い変化した頭蓋骨、特に脳を下部から支える頭蓋底の基本構造である軟骨頭蓋は、祖先的な形態を維持する爬虫類-鳥類とは大きく異なる。軟骨頭蓋前半部の構成要素である耳前柱、梁軟骨、極軟骨の形成について、現存する哺乳類胚(マウス、オポッサム、カモノハシ)や爬虫類-鳥類胚(ニワトリ・ヤモリ)を用いた比較発生学的解析により、哺乳類の頭蓋底の形態進化をもたらした発生イベントを同定する。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究は頭蓋底の形態進化を、哺乳類胚(マウス、カモノハシ、オポッサム等)及び爬虫類ー鳥類胚(ヤモリ、ニワトリ等)の発生から比較解剖学的に明らかにすることである。 羊膜類の軟骨頭蓋前半部の発生過程における未解決の三つの問題について、1)爬虫類-鳥類では存在する耳前柱が哺乳類では消失することを、マウス胚の脳褶曲部位におけるSox9及びCola2の遺伝子発現が一過性であった結果から考察できると考えている。また同部位における他遺伝子の発現についてはまだ検討中である。2)哺乳類の梁軟骨の発生過程は、中間梁軟骨と一対の軟骨原基から形成されるニワトリの梁軟骨と同じであるかは、ニワトリ胚と同様、マウスの梁軟骨も1対の梁軟骨原基から形成され、その間が軟骨で埋まることをマウス13.5~15.5日胚の頭蓋軟骨染色から確認済みである。 3)哺乳類以外では梁軟骨の内側は下垂体と内頸静脈が収まる領域であるが、哺乳類の下垂体直下に形成される軟骨(下垂体軟骨)はニワトリの極軟骨と相同か、あるいは新規形成物か、の問題についてはニワトリ胚の蛍光DiI標識細胞の移動実験と焼却実験から、ニワトリの極軟骨が鰓弓の上顎由来であることを確かめている。よって鰓弓上顎要素の神経堤細胞がDlx1で標識された遺伝子組み換えマウス (Dlx1-creERT2:R26R)のX-gal染色を行ったところ、ニワトリの極軟骨にほぼ相同な位置にDlx1の発現が一部に認められていた。しかし以前から染色に個体差があること、さらにDlx1の標識部位が予想外に吻側部位に確認できたことから、ニワトリと相同な部囲の特定を目指していたが、ミュータントマウスの繁殖が進まず十分な胎児数が獲得できなかった。従って、今後胎児を確保し実験を継続し検討する予定である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2022年度に所属機関を移動した後、実験環境を整える時間が予想よりさらにかかってしまった。 哺乳類のうち単孔類のデータを得るためのサンプルを手に入れることができなかった。 また引き続きこれまで取得しているDlx1ミュータントマウスを解析したところ、表現形に差があり、安定した結果を求めるためにさらに数が必要になった。ところがDlx1-CreERT2; R26RLacZ/LacZ♀マウスの維持が度々危うくなり、解析に必要な数のミュータントマウスを手に入れることができなかった。
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Strategy for Future Research Activity |
本研究の中心が哺乳類と爬虫類ー鳥類の比較解析であるので、ニワトリ胚の蛍光DiI標識細胞の移動実験と焼却実験から求められた結果をさらにブラッシュアップする。特に焼却実験を続ける。 2023年度に入ってDlx1ミュータントマウスのサンプルが揃ってきたので、引き続きX-gal染色によるニワトリの極軟骨に相当する位置の比較検討を行う。 中断中のソメワケササクレヤモリ胚(Paroedura pictus)のHE染色連続切片の三次元再構築を完了させる。
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Report
(4 results)
Research Products
(1 results)