1996 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳類頭部神経堤細胞の移動開始から歯・骨・軟骨形成までを解析する長期培養系の開発
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06454520
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
江藤 一洋 東京医科歯科大学, 歯学研究科, 教授 (30014161)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
二宮 洋一郎 東京医科歯科大学, 歯学研究科, 助手 (90237777)
山下 典子 東京医科歯科大学, 歯学研究科, 助手 (00220343)
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| Keywords | 内田ラット / トランスジェニックマウス / 哺乳類全胚培養 / Pax-6遺伝子 / HIV遺伝子 / 頭部神経堤細胞 / 頭部形態異常 / 長期器官培養 |
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| Research Abstract |
1 Pax-6遺伝子に突然変異を有するミュータントラットの解析
1)新しい系統の発見:Pax-6遺伝子のペア-ドボックスの下流のエクソンに1塩基挿入突然変異があり、これによってフレームシフトが起きストップコドンを生ずる新しい系統(rSey^2)の内田ラットを発見した。
2)内田ラットと頭部神経堤細胞の移動機構:蛍光色素と哺乳類全胚培養を応用し、移動様式を解析することにより、中脳神経堤細胞の移動の異常は神経堤細胞自身によるものではなく、Pax-6遺伝子が発現している移動経路に依存していることを示唆した。
3)眼の形成異常:内田ラットにおける水晶体プラコードの無形成が眼胞に依存するのか、それとも頭部外表上皮に依存するのかを、組合せ培養により調べた結果、内田ラットにおける水晶体プラコードの無形成は頭部外表上皮に依存していることが示唆された。
4)鼻の形成異常:組織学的検索を行うことにより、内田ラットホモ個体では、外側鼻隆起が形成されず、鼻プラコードから伸長する嗅神経はおろか外側鼻隆起に由来する側鼻壁軟骨、両側中隔軟骨、篩板軟骨、鼻骨、涙骨などにも欠損が認められることをあきらかにした。
5)中枢神経系の異常:組織学的検索を行い、Pax-6遺伝子発現領域に相当する部分で重篤な形成異常が存在することを明らかにした。まず、脳の外表形態から嗅球が欠損しており、さらに、終脳領域で皮質の形成が悪く、逆に側脳室を取り囲む胚芽層は拡大していることが明らかとなった。
6)rSey^2における末梢神経系の異常:運動神経特異的な分子の発現パターンを観察することにより、rSey^2における菱脳領域の腹側神経上皮では、体性運動神経への分化に異常があり、鰓弓神経のみが分化するために、腹側からの軸索伸長が欠如することが示唆した。
2.HIV-1遺伝子を導入したトランスジェニックマウス(TG)の解析
本研究で用いたTGの特徴的な表現型である切歯反対咬合の発症に着目し、顎顔面頭蓋の成長発育、骨代謝について検索した結果、TGで生じる反対咬合は、上顎の劣成長によるものであり、また、骨代謝異常が起こっていることが強く示唆された。しかし、本研究で用いたTG胚とこれと同一の遺伝子を導入した形態異常のない他の3系統の胚からの抽出液をノーザンハイブリダイゼーションによって同定した結果、両者ともHIV-1の転写産物が、存在していたので、挿入突然変異による異常であると考えられた。
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[Publications] M.Fujiwara,T.Uchida,N.Osumi-Yamashita and K.Eto: "Uhida rat (rSey),A new mutant rat with craniofacial abnormalities resembling those of the mouse Sey mutant" Differentiation. 57. 31-38 (1994)
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[Publications] Motoyama,J.,Taki,K.,Osumi-Yamashita,N.,and Eto,K.: "Retinoic acid treatment induces cell death and the protein expression of retinoic acid receptor beta in the mesenchymal cells of mouse facial primordia in vitro." Develop.Growth Differ.36. 281-288 (1994)
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[Publications] K.Yasui,Y.Ninomiya et al.: "Apical cell escape from the neuroepithelium and cell transformation during terminal lip fusion in the house shrew embryo" Anatomy & Embryology. 189. 463-473 (1994)
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[Publications] Osumi-Yamsahita et al.: "The contribution of both forebrain and midbrain crest cellls to the mesenchyme in the frontonasal mass of mouse embryos" Developmental Biology. 164. 409-419 (1994)
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[Publications] Y.M.Lee et al.: "Retinoic acid stage-dependently alters the migration pattern and identity of hindbrain ceural crest cells" Development. 121. 825-837 (1995)
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[Publications] S.Iseki et al.: "Localization of transforming growth factor-beta tye I and tye II receptors in mouse development" Experimental Cell Research. 219. 339-347 (1995)
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[Publications] K.Aoki et al.: "Differential expression of N-CAM,vimentin and MAP1B during initial ppathfinding of olfactory receptor neurons in the mouse embryo" Anatomy & Embyology. 192. 211-220 (1995)
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[Publications] N.Osumi-Yamashita et al.: "Rhombomere formation and hindbrain crest cell migration from prorhombomeric origins in mouse embryos" Develop.Growth Differ.38. 107-118 (1996)
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[Publications] Imai,H.,Osumi-Ymamashita,N.,Ninomiya,Y.,and Eto,K.: "Contribution of early-emigrating midbrain crest cells to the dental mesenchyme of the mandibular molar tooth in rat embryos." Developmental Biology. 176. 151-165 (1996)
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[Publications] Osumi-Yamashita,N et al.: "Cranial anomaly of homozygous rSey rat is associated with a defect in the migration pathway of midbrain crest cells." Devel.Growth & Differ.(in press).
