多様化したソニックヘッジホッグカスケードによる神経管の発生制御

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13045057
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 元山 純 理化学研究所, 病因遺伝子研究グループ, 上級研究員 (70321825)
• Keywords: 分子生物学 / 発生学 / 神経発生 / 実験動物学 / マウス / 遺伝学

Research Abstract

Gli2 ; ptc1二重欠損胚の解析によるGli2の神経管発生における機能の必要性の検討
本研究の目的はShhシグナルカスケードの神経管発生における多様化を、下流にある転写調節因子Gli1,Gli2,Gli3に着目して明らかにすることである。すなわちGli1,Gli2,Gli3のいずれが前後軸上のどのレベルで必要なのかを明らかにする。Ptc1は膜蛋白質で、Gliを活性化するSmoの機能を抑制することがわかっている。Ptc1変異体ではSmoの抑制が起こらないため下流の遺伝子Gliの活性化が過剰に起こってしまい、神経管ではShhが到達しないような背側の細胞までfloor plate様の細胞に分化した過剰な腹側化が観察される。Ptc1変異体でおこる神経管の過剰な腹側化がGli2によるものかどうかを判定するため、Gli2 ; ptc1二重変異体を作製しその神経管を解析した。
その結果Gli2を経由のシグナルをブロックすることによって、前後軸すべてにわたって観察されていた過剰な腹側化は心臓のレベルより後方にわたり抑制されGli2変異体と同じfloor plateのない神経管の形態を呈していた。しかし心臓レベルから頭部にかけてptc1 mutantと同様、過剰な腹側化を呈していた。このことから、ptc1が失われたことによって起こるSmoの活性化は神経管後方ではGli2を経由して腹側の細胞分化を起こすことがわかった。更にptc1 mutantでの腹側化の内容としてどのような細胞が実際に過剰に生じているのかを調べた。その結果、floor plate cellは神経管全体に分布していることを観察した。また運動神経と介在神経(V3)もfloor plate cellと混ざるように神経管背側に分布していた。Gli2 ; ptc1二重変異体では神経管後方は過剰な腹側化がGli2経由のシグナルをブロックすることによってレスキューできたが、過剰な運動神経はレスキューされず分布していた。V3介在神経はfloor plateと同様、消失していたのでV3介在神経の分化にはGli2は必須と考えられる。今後はGli3を経由するシグナルの経路を遮断することで頭部で起こっている過剰な腹側化を抑えることができるかどうか検討する。