胚誘導における細胞増殖因子の役割に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03833001
• Research Institution: University of Tsukuba, Institute of Applied Biochemistry
• Principal Investigator: 上野 直人 筑波大学, 応用生物化学系, 講師 (40221105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西松 伸一郎 筑波大学, 応用生物化学系, 助手 (20222185)
• Keywords: アフリカツメガエル / 中胚葉誘導 / 細胞増殖因子 / TGF-β / 細胞分化 / レセプター

Research Abstract

アクティビンがアフリカツメガエルの初期発生において重要な役割を演じていることから、我々は本研究においてアクティビンとそのレセプターがツメガエル初期胚中に存在することを明らかにするための研究を行った。まず第一に、ツメガエル染色体遺伝子ライブラリーよりラットアクティビンcDNAをプローブとしてツメガエルアクティビン遺伝子を単離した。その過程で、同様にTGF-βファミリーに属する骨形成因子(BMP)遺伝子をも単離し、いずれの遺伝子も初期胚で発現していることを明らかにした。また2種類のアクティビン遺伝子(β_A,β_B)のうちβ_Aは胞胚期以降発現するのに対し、β_Bは未受精卵から微量に存在し、中胚葉誘導に関わっている可能性が強く示唆された。またこれら因子の形態形成における役割を解明するために、初期胚にmRNAを微量注入し、過剰発現の影響を検討した。その結果、アクティビンはβ_A、β_Bともに頭部構造、背部構造の重複を促進するのに対し、少なくともBMP-4は頭部構造の欠失を引き起こすことが明らかになった。これらの結果からアクティビンは頭部、背側構造の形成に重要であり、BMP-4はそれらの構造の形成を抑制することによって腹側構造の形成に関与しているものと考えられる。神経胚以前の初期胚でのこれら因子のmRNAの局在は顕著ではなかったが、アクティビンβ_A、β_Bともに神経胚以降、神経管、脳などにmRNAの局在化が見られたことから神経形成にも重要な役割を担っていることが示唆された。一方、BMP-4は鼻板に強いシグナルが観察された。以上のことからアクティビンとBMPというTGF-βファミリーに属する因子が初期発生に必須の役割を担っていることが明らかになった。すでに我々はこれら因子の情報伝達に不可欠なレセプター遺伝子もツメガエルライブラリーより単離しており、今後レセプター側からの研究も有益な情報を提供するものと思われる。

Research Products

• [Publications] Nishimatsu: "Genes for bone morphogenetic proteins are differentially transcribed in early amphibian embryos." Biochem.Biophys.Res.Commun.186. 1487-1495 (1992)
• [Publications] Nishimatsu: "Multiple genes for Xenopus activin receptor expressed during early embryogenesis." FEBS Letters. 303. 81-84 (1992)
• [Publications] Nishimatsu: "A carboxyl‐terminally trunceted version of activin receptor can mediate activin signals in early Xenopus embryos." FEBS Letters. 312. 169-173 (1992)
• [Publications] Suzuki: "Autoinduction of activin genes in early Xenopus embryos" Biochem.J.