Fgf8シグナルによる小脳分化の制御

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19370090
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 仲村 春和 Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 教授 (90079690)
• Keywords: オーガナイザー / Fgf8-Ras-ERK / シグナルトラレスダクション / Sprouty 2 / 小脳 / 視蓋 / 分化 / ニワトリ胚

Research Abstract

強いFgf8シグナルによりRas-ERK経路が活性化されると小脳が分化するが、正常発生、中脳胞での異所的小脳分化の過程を観察するとERKは活性化されたしばらく後に脱リン酸化され、その活性は押さえれれているように見える。そこで、小脳の分化にはERKが活性化され、その後その活性が押さえられる必要があるという仮説のもとに実験を行った。E2のニワトリ胚中脳-後脳部にFgf8bとドミナントネガティブ型Sprouty2(DN-Sprouty2)のエレクトロポレーションを行うと、中脳部ではERKが持続してリン酸化される。マーカー遺伝子の発現、組織構築を観察すると、中脳胞は視蓋として分化していた。Fgf8bとDN-Sprouty2のエレクトロポレーション後17時間たったときにMek阻害剤のU0126ビーズを中脳部に挿入すると、中脳胞に後脳のマーカー遺伝子の発現が誘導された。このことから、小脳の分化にはFgf8bによりRas-ERKが活性化され、その後Ras-ERK経路の負の調節因子によりERKの活性を抑制する必要があることが示された。次年度にTet-offシステムを用いて、共発現後DNSprouty2の発現を抑えると実際に小脳が分化するかどうか確認する。Ras-ERK経路の負の調節因子は複数存在するが、小脳の分化にはSprouty2が最も重要な働きを示しているように見える。

Research Products

• [Journal Article] Isthmus organizer for mesencephalon and metencephalon. (2008)
  • Author(s): Nakamura, H., Sato, T. & Suzuki-Hirano, A.
  • Journal Title: Dev Growth Differ 50(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electroporation as an efficient method of gene transfer. (2008)
  • Author(s): Odani, N. & Nakamura, H.
  • Journal Title: Dev Growth Differ 50(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] R-spondin2 expression in the apical ectodermal ridge is essential for outgrowth and patterning in mouse limb development. (2008)
  • Author(s): Aoki, M., Kiyonari, H., Nakamura, H. & Okamoto, H.
  • Journal Title: Dev Growth Differ 50 Pages: 85-95
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 峡部オーガナイザーと小脳分化制御・視蓋極性形成および網膜視蓋投射形成 (2008)
  • Author(s): 仲村春和、杉山清佳、佐藤達也、鈴木-平野明日香
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 53 Pages: 373-378
• [Journal Article] Role of Bone morphogenetic protein 4 in zebrafish semicircular canal development. (2007)
  • Author(s): Omata, Y., Nojima, Y., Nakayama, S., Okamoto, H., Nakamura, H. & Funahashi, J.
  • Journal Title: Dev Growth Differ 49 Pages: 711-719
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning and developmental expression of a chick G-protein-coupled receptor SCGPR1 (2007)
  • Author(s): Odani N, Pfaff SL, Nakamura H, Funahashi J
  • Journal Title: Gene Expr Patterns 7 Pages: 375-380
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fgf signalingin tectal polarity formation. (2008)
  • Author(s): Harada, H. & Nakamura, H.
  • Organizer: Gordon Conference, Fibroblast Growth Factors in Development & Disease.
  • Place of Presentation: II Ciocco, Italy
  • Year and Date: 20080302-07
• [Presentation] Regulation of ERK phosphorylation for the MHB formation and cerebellar development. (2008)
  • Author(s): Suzuki-Hirano, A. & Nakamura, H.
  • Organizer: Gordon Conference, Fibroblast Growth Factors in Development & Disease.
  • Place of Presentation: II Ciocco, Italy
  • Year and Date: 20080302-07
• [Presentation] Regulation of the Fgf8-Ras-ERK signaling pathway for cerebellar development. (2008)
  • Author(s): Suzuki A., Sato T. & Nakamura, H.
  • Organizer: ZAO Conference, The 1st International Conference of Tohoku Neuroscience GCOE, "from GENES to DEVELOPMENT and BEHAVIOR"
  • Place of Presentation: Zao Royal Hotel, Miyagi, Japan
  • Year and Date: 20080123-24
• [Presentation] Role of En2 and Fgf signaling in tectal polarity formation (2007)
  • Author(s): H. HARADA, J. TANAKA, Y. MATUSDA, A. SUZUKI-HIRANO, *H. NAKAMURA
  • Organizer: SFN2007
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 20071103-07
• [Presentation] Establishment of anteroposterior axis of the chick optic tectum by Fgf-Ras-ERK signaling. (2007)
  • Author(s): Harada, H., Matsuda, Y., Tanaka, J., Suzuki-Hirano, A., & Nakamura, H.
  • Organizer: International Chick Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 20070411-14
• [Presentation] Analysis of coactosin, an actin binding protein, in neural crest cell migration (2007)
  • Author(s): Hou, X., Katahira, T., Kimura J., & Nakamura, H.
  • Organizer: International Chick Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 20070411-14
• [Presentation] Sequential regulations of ERK signaling activity and ceebellar development. (2007)
  • Author(s): Suzuki-Hirano, A., Sato, T., & Nakamura, H.
  • Organizer: International Chick Meeting
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 20070411-14
• [Book] Methods in Molecular Biology, Vol 461: Molecular Embryology: Meht-hods and Protocols, 2nd ed(Electroporation as an efficient method of gene transfer) (2008)
  • Author(s): Funahashi, J., Nakamura, H. (eds. P. Sharpe and I. Mason)
  • Publisher: Humana Press, Totowa, NJ.(印刷中)
• [Book] 加齢医学(第VII章 脳はいかにしてかたちづくられるか) (2007)
  • Author(s): 仲村春和(帯刀益夫、佐竹正延編)
  • Total Pages: 300
  • Publisher: 東北大学出版会
• [Book] Encyclopedia of Neuroscience(Regionalization of the vertebrate central nervous system)
  • Author(s): Nakamura, H
  • Publisher: Springer-Verlag(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/outline/neuro/neuroscience/molecular_neurobiology.html