脊椎動物中枢神経系における前後軸・背腹軸の成立機構

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10220203
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 武田 洋幸 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80179647)
• Keywords: ゼブラフィッシュ / 神経誘導 / 前後軸 / BMP / フロアープレート細胞 / オーガナイザー / FGF / Wnt

Research Abstract

ゼブラフィッシュ胚盤周縁の中胚葉は、神経組織の前後軸形成に関与し、後方化因子を分泌する(Koshida et al.,1998)。今年度、我々は胚盤周縁部で胞胚期から発現するzebrafish wnt8に注目し、神経の後方化因子として機能し得るかどうかを過剰発現等の手法で解析した。さらに、oep突然変異体を使って、神経管の腹側に存在するフロアープレート(FP)細胞の誘導の過程を解析した。
(1) 神経組織の前後軸形成におけるWnt8の役割
wnt8のRNAの受精卵への顕微注入による過剰発現の神経前後軸への影響を調べた。その結果、過剰発現させると前方神経のマーカーであるotx2の発現の減少と後方神経マーカーであるhoxa-1の発現上昇を誘導することが判明した。しかし、Wnt8過剰発現胚でのhoxa-1の発現は、発現領域が拡大しているものの頭部まで及んでいなかった。また、Wnt8のdominant-negative formの過剰発現も頭部領域の明らかな拡大が見られなかった。以上の結果より、Wntシグナルは神経組織の前後軸形成に関与しているものの、胚盤周縁部で発現するWnt8が濃度勾配を形成して前後軸形成に直接関与する可能性は低いと結論された。
(2) 突然変異体を用いたFP細胞の形成機構の解析
本研究では、野生型及びFP細胞が欠損している突然変異体oep(-/-)とのキメラ胚を作製して、FP細胞の有無と移植されたドナー細胞の分布とを観察することで、FP細胞形成の素過程をとらえることを試みた。oep(-/-)の胚盾(オーガナイザー)を野生型胚に移植した場合には野生型細胞がFPに分化したのに対し、野生型の胚盾を移植してもoep細胞はFP細胞に分化しなかった。従ってoep遺伝子は、誘導シグナルを受けてFP細胞に分化する細胞において必要であることが明らかとなった。また、実験の過程で神経(前駆)細胞がFP前駆細胞に対しFP細胞への分化を抑制する新しい相互作用が見つかった(Shinya et al.,1999 in press)。

Research Products

• [Publications] Sumito Koshida: "Initial anteroposterior pattern of zebrafish central nervous system is determined by differential competence of the epiblast." Development. 125. 1957-1966 (1998)
• [Publications] Makoto Kobayashi: "Overexpression of the forebrain-specific homeobox gene six3 induces rostral forebrain en-largement in zebrafish." Development. 125. 2973-2982 (1998)
• [Publications] Yojiro Yamanaka: "A novel homeobox gene,dharma,can induce the organizer in a non-cell autonomous manner." Genes & Development. 12. 2345-2353 (1998)
• [Publications] Ryosuke Makita: "Zebrafish wntll:pattern and regulation of the expression by the yolk cell and No tail activity." Mechanisms of Development. 71. 165-176 (1998)
• [Publications] Etsuro Yamaha: "Dorsal specification in the blastoderm at the blastula stage in goldfish,Carassius auratus." Development,Growth & Differentiation. 40. 267-275 (1998)
• [Publications] Masataka Nikaido: "In vivo analysis using variants of zebrafish BMPR-IA:range of action and involvement of BMP in ectoderm patterning." Development. 126. 181-190 (1999)
• [Publications] Minori Shinya: "Mosaic analysis with oep mutant reveals a repressive interaction between floor-plate and non-floor plate mutant cells in the zebrafish neural tube." Development,Growth & Dfferentiation. (印刷中). (1999)
• [Publications] Toshiro Mizuno: "Removal of vegetal yolk causes dorsal deficiencies and impairs dorsal inducing ability of the yolk cell in zebrafish." Mechanisms of Development. (印刷中). (1999)
• [Publications] 武田 洋幸: "ゼブラフィッシュの現状" 医学のあゆみ. 185巻6号. 395-398 (1998)
• [Publications] Toshiro Mizuno: "Molecular Methods in Developmental Biology-Xenopus and Zebrafish" Matt Guille(University of Portsmouth)編(印刷中), (1999)