四肢再生全般を支配する神経因子の解明と再生不能(不全)動物への応用

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03685
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 佐藤 伸 岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 研究教授 (90512004)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 四肢再生 / パターン形成 / 神経因子 / FGF / BMP / メキシコサラマンダー

Outline of Annual Research Achievements

両生類の四肢再生では神経が不可欠な役割を果たすことが明らかであったが、確実な分子実体が明かされることはなかった。四肢再生において神経は「再生の開始」と「パターンの再形成」を制御している。我々は、該分野の長年の悲願であった「再生の開始」を支配する神 因子（ FGF+BMP）の同定に成功した。しかし尚、「パターンの再形成」を制御する神経因子はいまだ謎である。本研究では、これまでに明らかにした成果を基に、パターンの再形成を支配する神経因子の同定を試みた。さらに、同定する因子を操作することで、再生不全動物および再生不能動物において四肢再生の誘導と完遂を目論んだ。
再生不能動物と再生可能動物との比較解析から7つの遺伝子を特定し、鋭意解析を進めている。また、再生の過程においてパターン形成に重要な役割を果たすパターン形成遺伝子の活性化がどのように起こるのかについて知見を得た。一連の研究成果の中でパターン形成を促す際に働く神経因子の操作単体では完全な器官再生反応を促すことは難しいことが明らかになった。パターン形成を促す因子としてもFGFとBMPが重要な役割を果たすことが明らかになったが、やはり再生不能動物においてはこのインプットに対する応答性を欠いていた。この応答性は再生開始期に細胞に付与されるものと考えられる。したがって、完全な再生を目指すために、再生開始期に起こるリプログラミングプロセスに焦点を当てて今後の研究を展開することにした。本研究内では、再生不応部位に期間再生反応を促すことと、再生に向けたパターン形成に必須な細胞群の供給メカニズムを明らかにすることにある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

動物資財の入手困難により実験の一部に遅れは出ているが、おおむね順調に研究は進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

本研究内で進めている研究を論文投稿中であるため、こちらを受理までこぎつけることに注力する。また、特別発刊号への寄稿を依頼されており、そちらも本年度中に完了させる。研究自体は再生不能度物への応用を引き続きトライすることになるが、見えてきている細胞自体の応答能の差について何かしらのアプローチを図る必要がある。RNA-SEQなどを種間比較解析を行い得ている情報をもとに候補遺伝子の選定や、遺伝子KOの作成などに向かって準備を進める。器官別の再生誘導因子の応答能の差異、動物別の応答能の差異を明らかにし、なにが再生能力を規定する大きなカギとなるのかについてアプローチを図りたい。この派生する新しいアプローチが次なる研究の種火になると考えている。本流の実験内容は申請書の記載通り滞りなく進める。