動物組織細胞の分化転換と分化形質発現の安定化の分子機構

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07458197
• Research Institution: National Institute for Basic Biology (NIBB), Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 江口 吾朗 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (80022581)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小阪 美津子 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (50270476) ; 餅井 真 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (90202358) ; 児玉 隆治 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (90161950)
• Keywords: 脱分化 / 分化転換 / 分化の安定化 / 色素上皮細胞 / 成長因子 / ホメオボックス遺伝子 / 遺伝子発現調節

Research Abstract

年度内に本研究の目的を達成するために、研究計画を組織的に実施し下記の成果をおさめた。
1)ニワトリひなの虹彩色素上皮細胞を用い、従来の分化転換実験系の問題点を詳細に分析した。その結果、bFGF及びEGFが色素上皮細胞の脱分化と分化転換の主要な制御因子であることが明らかとなった。また、これら2種の成長因子を用いることで、虹彩色素上皮細胞のレンズ細胞への分化転換の全過程を完全に人為制御しうるきわめて安定かつ有効な分化転換実験系の確立に成功した。
2)上記実験系による解析を通じて、色素上皮細胞の脱分化にはMAPキナーゼの活性化が不可欠であり、その分化転換過程では、眼形成に深く関与するホメオボックス遺伝子pax6とsix3の発現が、bFGFとEGFとの共役的な作用によって速やかに活性化されることが明らかにされた。
3)色素上皮細胞の分化転換過程における細胞外基質(ECM)の役割を調査することによって、β1インテグリンがECMと細胞との情報伝達を担い、色素上皮細胞の分化形質発現の安定化に大きく寄与していることが明らかにされた。また、色素上皮細胞に脱分化が促されると、β1インテグリンは速やかに燐酸化されて機能を失うことが実証された。
4)microphthalmia遺伝子(mi)を鳥類についてクローン化しその構造及び機能を詳細に解析した。その結果、miは、発生過程で網膜色素上皮細胞が局部的に神経性網膜に分化転換するウズラsilver変異の原因遺伝子であり、色素上皮細胞の分化及び分化転換の制御遺伝子のひとつであることを明らかにした。
以上のごとく、本研究により、組織細胞の分化転換及び分化形質発現の安定化の分子メカニズム解明への道が拓かれた。

Research Products

• [Publications] Ono,T.,Murakami,T.,Tanabe,Y.,Mizutani,M.,Mochii,M.and Eguchi,G.: "Culture of naked quail (coturnix coturnix japonica) ova in vitro for avian transgenesis : culture from the single-cell stage to hatching with pH-adjusted chicken thick albumen." Comparative Biochemistry and Physiology. 113A. 287-292 (1996)
• [Publications] Mazaki,Y.,Mochii,M.,Kodama,R.and Eguchi,G.: "Role of integrins in differentiation of chick retinal pigmented epithelial cells in vitro." Development Growth and Differentiation. 38. 429-437 (1996)
• [Publications] Hayashi H,Mochii,M,Kodama R,Hamada Y,Mizuno N,Eguchi G.: "Isolation of novel chick homolog of Serrate and its coexpression with C-Notch-1 in chick development." International Journal of Developmental Biology. 40. 1089-1096 (1997)
• [Publications] Sawada,K.,Agata,K.and Eguchi G.: "Characterization of terminally differentiated cell state by categorizing cDNA clones derived from chicken lens." International Journal of Developmental Biology. 40. 531-535 (1996)
• [Publications] Furukawa,K.,Yamamoto,T.,Takamune,K.,Sugimoto,Y.,Eguchi,G.and Abe,S.-I.: "Genesis of axial fiber of newt sperm : cDNA cloning and expression of a 29kDa protein,a major component of the axial fiber,during the spermatogenesis." International Journal of Developmental Biology. 40. 1109-1118 (1996)
• [Publications] 江口吾朗: "色素上皮細胞の分化転換によるレンズの再生" 遺伝. 9. 26-32 (1996)