2018 Fiscal Year Research-status Report
血球細胞を介したNotchシグナル伝達の遠隔制御メカニズムに関する研究
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18K14697
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山川 智子 大阪大学, 理学研究科, 助教 (20645402)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | Notchシグナル / 血球細胞 / 小胞体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究代表者の研究結果から、ショウジョウバエpecanex (pcx)遺伝子の機能を失った胚 (以下、pcx胚とする)では、血球細胞の小胞体が肥大化することがわかった。さらに、血球細胞におけるpcxの機能が、Notchシグナル伝達を介した神経幹細胞の分化制御に必要であることを発見した。神経幹細胞の分化が外胚葉で起こる一方、血球細胞は中胚葉由来であることから、神経上皮細胞におけるリガンド発現細胞とNotch受容体発現細胞間で双方向に行われるNotchシグナル伝達に、第三者である血球細胞が作用するという仮説が考えられた。そこで本研究は、血球細胞の除去・移植実験、pcxと遺伝学的相互作用を示す血球細胞遺伝子の同定という、3つの実験から本仮説を証明することを目的としている。
平成30年度においては、血球細胞の除去実験を行った。血球細胞の形成に必須なsrpとpcxの二重突然変異体胚を作出し、血球細胞を除いたpcx胚を観察したところ、47% (n=36)の胚で神経過形成が抑制され、Notchシグナル伝達が回復することがわかった。ところが、血球細胞を除いた野生型胚 (srp突然変異体胚)を観察しても、神経細胞に異常は見られなかった。このことから、pcxの機能を失った胚の血球細胞は、Notchシグナル伝達を抑制的に調節することを明らかにした。
第二、第三の実験である血球細胞の移植実験とpcxと遺伝学的相互作用を示す血球細胞遺伝子の同定に必須な工程として、ショウジョウバエ胚からの血球細胞の分取が挙げられる。そこで、野生型胚とpcx胚で血球細胞特異的にmCherryを発現する系統を作出し、セルソーター (AriaⅢu)を用いて血球細胞を安定的に取り出す手法を確立した。取り出した血球細胞の移植実験はすでに開始しており、現在は移植後の胚における神経細胞を観察できる条件を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一の実験である血球細胞の除去実験は、ほぼ完了することができ、本研究における仮説を支持する結果を得ることができた。また、血球細胞をショウジョウバエ胚から安定的に取り出す手法が確立でき、現在は移植実験およびRNAシーケンス法の条件検討へと進んでいる。したがって、現時点においては計画書の通り研究は進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一の実験結果をさらに検証するため、別の突然変異体を用いて血球細胞の除去を行う予定である。具体的には、中胚葉全体を除去できるようなtwistやToll突然変異体を考えている。さらに、セルソーターで分取した血球細胞について、移植実験を行っている。移植後の胚をNotchシグナル伝達が検証できるステージまで生存させた後、神経細胞を可視化するための抗体染色を行うが、現時点では成功率が低い。いかにダメージの少ない移植を行い、胚を損傷させることなく抗体染色を行うかが今後の課題となっている。そのために、インジェクション針の太さ、胚を置く湿度、胚の固定について条件検討を行っていく。また、分取した胚からRNAを抽出し、RNAシーケンス法にて遺伝子の発現量を比較する。機器や試薬の選定が完了したため、平成31年度中には実施できる見込みである。
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