1992 Fiscal Year Annual Research Report
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04833026
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
濃野 勉 川崎医科大学, 医学部, 助手 (20098619)
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| Keywords | レチノイン酸 / パターン形成 / 四肢の発生 / ホメオボックス / 成長因子 / 膜レセプター / TGF-β / 遺伝子発現 |
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| Research Abstract |
四肢の前後軸にそったパターンは肢芽後部のzone of polarizing activity(ZPA)と呼ばれる領域の間充織細胞により決定される。従来、ZPAのシグナルはレチノイン酸(RA)であると考えられてきたが、RAはモルフォゲンとして直接作用しているのではなく、肢芽の間充織細胞を極性化することにより四肢のパターンを決定することが明かとなった。本研究では、RAによる極性化と重複肢誘導のメカニズムを解明するために以下の点を調べた。
1.ZPA由来のシグナルの性質: ニワトリ胚の肢芽にマウスのZPAを移植し、ホメオボックス遺伝子Hox-4の発現を調べた。移植後12時間以内にマウスZPAの周囲に発現が誘導されたが、先端部方向への偏りが見られた。すなわち、apical ectodermal ridge(AER)の直下の間充識で最初に発現が誘導され、さらにZPAに近接するAERを除去するとその発現が消失した。従って、ZPA因子とAER因子の共存がHox-4の発現誘導に必要であると考えられる。
2.AER由来のシグナルの性質: これを調べるために、mshに近縁のホメオボックス遺伝子、Hox-7とHox-8をクローン化し、その肢芽での発現を調べた。これらは肢芽先端部のAERの直下で発現しており、特にHox-7ではZPAによる影響は見られなかった。ホメオボックス遺伝子の発現を誘導するAER因子の同定にはHox-7が最適のマーカーになる。
3.パターン形成に関わる成長因子のレセプターの発現様式: 肢芽の前後軸決定と、体軸の決定にはいくつかの共通点があり、初期胚の頭尾軸にそったパターン形成にはFGFとTGF-βファミリーの成長因子が重要な役割演じている。これらが四肢の発生において演じている役割を調べるために、レセプター遺伝子の肢芽での発現パターンを調べた。FGFレセプターのうち、flgとFGFR3は肢芽全体で均一な発現が見られ、bekは外胚葉および将来軟骨になる肢芽中心部の間充織細胞で特異的に発現していた。TGF-βファミリーの1つであるアクティビンのレセプターは2種類あり、それらは初期の肢芽で弱い発現が見られた。発生が進むと筋芽細胞、表皮での発現が見られ、これらの組織の分化に関与していると考えられる。
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[Publications] Nohno,T.,Noji,S.,Koyama,E.,et al.: "Differential expression of two msh-related homebox genes Chox-7 and Chox-8 during chick limb development" Biochemical and Biophysical Research Communications. 182. 121-128 (1992)
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[Publications] Ohuchi,H.,Noji,S.,Nohno,T.,et al.: "Expression pattern of the activin receptor type IIA gene during differentiation of chick neural tissue,muscle and skin" FEBS Letters. 303. 185-189 (1992)
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[Publications] 野地 澄晴,濃野 勉,斎藤 泰一,他: "生物の形づくりにおける位置情報と位置価の分子生物学" 蛋白質 核酸 酵素. 37. 710-718 (1992)
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[Publications] Noji,S.,Nohno,T.,Koyama,E.,et al.: "Morphogenetic roles of retinoic acid" Journal of Nutritional Science and Vitaminology,Special Issue. 481-484 (1992)
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[Publications] 濃野 勉,野地 澄晴: "レチノイン酸による遺伝子発現の調節ーその特異的で柔軟な応答のメカニズム" 医学のあゆみ. 163. 891- (1992)
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[Publications] Sumitomo,S.,Saito,T.,& Nohno,T.: "A new receptor protein kinase from chick embryo related to type 2 receptor for TGF-β" DNA Sequence. (1993)
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[Publications] Koyama,E.,Nohno,T.,Myokai,F.,et al.: "Cooperative activation of Chox-4 homeobox genes by factors from the polarizing region and the apical ridge in chick limb morphogenesis" Limb Regeneration and Development. (1993)
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[Publications] Noji,S.,Nohno,T.,Koyama,E.,et al.: "Differential expression patterns of three chick FGF receptor genes,Cek1,Cek2, and Cek3 en limb and feather development" Limb Regeneration and Development. (1993)
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[Publications] Nohno,T.,Noji,S.,Koyama,E.,et al.: "Expression patterns of the activin receptor IIA and IIB genes during chick limb development" Limb Regeneration and Development. (1993)
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[Publications] Koyama,E.,Noji,S.,Nohno,T.,et al.: "Cooperative activation of Chox-4 homeobox genes by factors from the polarizing region and the apical ridge during chick limb development" Development,Growth and Differentiation. (1993)
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[Publications] Nohno,T.,Koyama,E.,Myokai,F.,et al.: "A chicken homeobox gene related to Drosophila paired is predominantly expressed in the developing limb" Developmental Biology. (1993)
