2014 Fiscal Year Annual Research Report
円口類ヤツメウナギの神経進化発生学的研究による脊椎動物中脳の進化的起源の解明
| Project/Area Number |
13J00621
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
鈴木 大地 筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 進化発生学 / ヤツメウナギ / 中脳 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
【目的】本研究は、祖先的な形質を多く保存しているヤツメウナギにおいて、中脳の神経構造や分子的な発生メカニズムを解析することで、脊椎動物の中脳の進化的起源を進化発生学的に解明することを目的としている。
【① FGF機能阻害実験】脊椎動物の中脳の形成には、オーガナイザーである中脳後脳境界（MHB）からのFGF8の分泌が必要であることが分かっている。そこでSU5402によってFGF機能阻害を行い、中脳発生への影響を調べた。その結果、この阻害胚において中脳パターニングに重要だと考えられているEn, Pax2/5/8の発現解析を行ったところ、FGF阻害胚では発現が低下していることが確認できた。また蛍光デキストランによる軸索トレース実験を行ったところ、FGF阻害胚でも内側縦束核の存在が確かめられ、FGF阻害による内側縦束への影響は見られなかった。
一方MHBでのFGFの機能のひとつに、アポトーシス抑制があることがマウスにおいて知られている。そこでヤツメウナギFGF阻害胚において、TUNELアッセイによるアポトーシス細胞の検出を行ったところ、阻害胚でアポトーシス細胞の増加が見られた。したがって、ヤツメウナギ初期幼生の中脳では、FGFはこのアポトーシス抑制に働いているのではないかということが推測された。
【② 幼生期、変態期での中脳発生関連遺伝子の発現解析】ヤツメウナギ中脳視蓋において、変態期に神経細胞の層構造化が起きることが知られている。また中脳視蓋の層構造は、高度な視覚処理に重要だと考えられている。そこで幼生期、変態期において中脳発生関連遺伝子の発現を比較解析した。その結果、幼生期においてはFgf8, En, Pax2/5/8のいずれの発現も観察されなかった一方で、変態機においては、En, Pax2/5/8の発現が見られた。この結果は、変態期においてEn, Pax2/5/8が再度発現し、層構造化など中脳の神経構造の再構築に機能している可能性を示唆した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した年次計画では、本年度ではパターニング機能阻害とその阻害胚の解析を行うことになっている。「研究実績の概要」で述べたように、本年度の計画は概ね年次計画に沿って研究を進められている。また、発展的な神経生理学的解析の予備実験も平行して進行中である。本年度での進展をもとに、次年度以降も精力的に研究を遂行していきたい。
|
| Strategy for Future Research Activity |
申請書に記載した年次計画では、次年度ではホヤ・ナメクジウオといった原索動物やメダカなどの顎口類との比較を行うことになっている。今年度までの実験により、MHBにおけるFGFの祖先的な機能がアポトーシス抑制である可能性が示唆された。そこでこの結果をヤツメウナギにおいてより詳細に検討するとともに、ホヤやメダカでのFGF阻害実験を行い、その結果を比較することでMHBの中脳形成おける祖先的機能を検証したい。
|
