2008 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内カルシウムシグナル伝達による心臓発生の領域別制御とその分子機構の解明
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19390288
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
山岸 敬幸 Keio University, 医学部, 講師 (40255500)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 敬子 慶應義塾大学, 医学部, 共同研究員 (50286522)
山岸 千尋 慶應義塾大学, 医学部, 共同研究員 (10296618)
牧野 伸司 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (20306707)
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| Keywords | 形態形成 / 細胞分化 / 分子生物学 / 発生医学 / 疾患モデル動物 / シグナル伝達 |
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| Research Abstract |
イノシトール三リン酸受容体(IP_3R)は、細胞内の小胞体や核膜上に存在するCa^<2+>放出チャネルであり、様々な細胞外刺激を細胞内Ca^<2+>シグナルに変換する中心的分子の一つである。3種のサブタイプ(1型、2型、3型)が機能を分担または相補し、複雑な細胞内Ca^<2+>シグナルを制御すると考えられる。今年度は、まず昨年度得られたマウス心臓発生における1型、2型IP_3Rの機能解析結果の再検・追試をおこなった。1型、2型IP_3Rを同時に欠損したダブルノックアウトマウスでは、胎生9.5日頃より心内膜床の形成異常、胎生10.5日頃より心室壁の菲薄化が認められ、胎生致死となる。このマウスの分子生物学的解析により、1、2型IP_3Rは心内膜床形成領域において、カルシニューリン/NFATc系の上流のCa2+シグナル調節因子として、また、心室領域において細胞増殖を制御するCa^<2+>シグナル伝達系として、相補的に機能することが示唆された。この成果は、現在論文投稿中である。さらに、1型、3型IP_3Rを同時に欠損したダブルノックアウトマウス(以下1,3DKO)の解析をおこなった。1,3DKOでは、胎生9.5日頃より心臓流出路の低形成が認められ、胎生致死となった。分子マーカーを用いた検討では、二次心臓領域に発現する特異的マーカー遺伝子Isl-1の発現領域が減少し、同時にBmp-2の二次心臓領域における発現が低下していた。DKOの同領域では、野生型に比して、phospho-histone H3陽性細胞の数には変化がなかったが、TUNEL陽性細胞の増加が認められ、細胞死の亢進による細胞数の減少が示唆された。二次心臓領域由来の細胞は心臓流出路前駆細胞として発生し、胎生期の流出路である円錐動脈幹の筋層を形成する。本研究の結果より、1型、3型IP_3Rは二次心臓領域の発生において相補的に機能し、心臓流出路を形成する前駆細胞の生存に必須であることが示唆された。
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