2019 Fiscal Year Research-status Report
Visualization of retinoic acid gradients underlying the mouse limb formation
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19K06699
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
下薗 哲 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (40391982)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 肢芽 / レチノイン酸 / 蛍光タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食物から摂取されたβカロテン、ビタミンAなどは、体内においてレチノイン酸に代謝される。レチノイン酸は脊椎動物の多くの器官の形作りを制御する強力な生理活性物質である。四肢についても、遠近軸（肩から手のひら）や前後軸（親指から小指）を制御する中心的なシグナリング分子として、1980年代から活発に研究されてきた。これまでの研究においてはレチノイン酸の分布は、レチノイン酸代謝酵素（合成および分解酵素）の発現パターンからの推定やレポーター遺伝子アッセイを用いたもので、間接的であった。この肢芽内レチノイン酸分布を申請者らが開発した定量的レチノイン酸プローブ、GEPRAを用いて高感度に探索し、四肢の形態形成を担う分子メカニズムを解明することを目的とした研究を行なった。
すでに樹立していたmGEPRA-B (哺乳類用に改良したプローブ)トランスジェニックマウスから、胎生9~10日の胎仔を取り出し、胚芽のレチノイン酸濃度分布を検討した。今回は、マクロズーム顕微鏡、共焦点顕微鏡および新たに開発中の顕微鏡を用いて、レチノイン酸の可視化を行なった。その結果、これまでにレポーター遺伝子アッセイで捉えられていないレチノイン酸濃度勾配を検出することに成功した。観察したシグナルが真正であることを、レチノイン酸に対する親和性の低い変異体、mGEPRA-AAを用いて確認した。
更に、このレチノイン酸分布を形成する分子メカニズムを検討する目的で、レチノイン酸合成酵素・分解酵素などの発現パターンを、in situハイプリダイゼーション法により検討を加えた。
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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
胎生10日のマウス肢芽において、マクロズーム顕微鏡などを用いて、これまで未知であったレチノイン酸分布を発見することに成功し、更にはこの結果の正しさを低親和性プローブを用いて裏付けることができた。従って、研究は順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに胎生10日のマウス肢芽においてレチノイン酸濃度分布を可視化することに成功した。マウスにおいては胎生9日から肢芽の発生が形態的に確認されるので、胎生9日においても胎生10日目と同様の測定を行い、レチノイン酸分布の時間変化を明らかにしたい。
令和元年度は、マクロズーム顕微鏡、共焦点顕微鏡を主に用いたが、２光子顕微鏡などを用いて空間的に詳細な検討を加えたい。
更には、これまでの結果を確認する上でも、レチノイン酸に応答するレポーター遺伝子マウスを用いて、レチノイン酸活性を可視化し、GEPRAの結果と比較・検討を行う予定である。
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