脳胞形成におけるホメオボックス遺伝子の機能解析:発生工学的アプローチ

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680750
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 花岡 和則 北里大学, 理学部, 教授 (40189577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北村 邦夫 三菱化学生命科学研究所, 主任研究員 ; 内山 孝司 北里大学, 理学部, 助手 (20276174)
• Keywords: ホメオボックス遺伝子 / 神経冠細胞 / 体節 / 後脳 / 筋分化 / 遺伝子ターゲッティング / トランスジェニックマウス / マウス発生工学

Research Abstract

1) Lbeホモローグ遺伝子Lbx1の遺伝子ターゲッティングマウスの作出
Lbx1タンパク質コード領域をネオマイシン耐性遺伝子に置換したノックアウトベクターを作製し、相同組み換えを利用して胚性幹細胞に導入した。4クローンの相同組換え体細胞株をもとにキメラマウスを作製した。そのうち1クローンにおいて生殖系列への伝達が確認された。現在、このキメラマウスに由来する個体どうしを交配し、Lbx1のホモ変異個体を得る段階に至っている。また、Lbx1の発現解析をしてゆく過程で、マウス後部後脳から神経管での発現に加えて、一部の体節の側方部、すなわち将来の肢芽筋肉を形成する領域に発現していることが判明した。そこで、この領域でのLbx1の機能を解明するためにトランスジェニックマウスによる解析を行った。Myogeninプロモーターの下流にLbx1遺伝子を結合したトランスジェニックベクターを、あらかじめLacZ遺伝子を導入してある胚性幹細胞(以下acZ胚性幹細胞)のゲノムに組み込んだ。このLacZ胚性幹細胞(合計11クローン)と正常胞胚とでキメラマウスを作出した。このうち一つの細胞株を用いて作成したキメラマウス胚(11.5日)でLbx1の発現部位を解析したところ、肢芽領域以外の筋節にもLbx1の異所的な発現が確認され(10個体中5個体)、さらにキメラマウスの出生後、骨格筋の組織学的解析を行ったところ、X-gal染色によってES細胞由来の細胞が含まれていると確認された前肢骨格筋(2個体中2個体)及び、背筋(3個体中3個体)で、筋組織の萎縮などの明らかな異常が観察された。
2) ニワトリLbx1ホモローグ単離の試み
ニワトリLbx1ホモローグ単離する過程で、相同性のあるcHox11L2が単離できた。胚での発現パターンを解析したところ、神経冠細胞由来のニューロンである脳神経節、脊髄神経節、交感神経節、腸管神経節で発現が確認された。未分化な神経冠細胞では認められなかった。