2019 Fiscal Year Research-status Report
Comparative analyses on the diversity of hepatic architectures of vertebrates and their molecular mechanisms
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19K06737
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
塩尻 信義 静岡大学, 理学部, 教授 (70162568)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 形態進化 / 平滑筋アクチン / 肝臓構築 / 肝内胆管 / VISTA法 / 脊椎動物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物の肝臓構築には、肝内胆管の走行が門脈に沿う”並走型”と、門脈とは独立の”独立型”がある。無顎類で並走型が出現、これは四足類に続く一方、条鰭類の進化では並走型から独立型に移行する。肝内胆管周囲のα-平滑筋アクチン（Acta2）の発現がこの形態進化に関係する予備データを先に得たので、本年度は解析がない水中適応哺乳類であるイルカをふくめ脊椎動物各種肝臓におけるActa2タンパク質の発現を免疫組織学的に検出することで、平滑筋層の発達を解析した。胆管系については、無顎類ヌタウナギでは胆嚢の平滑筋層にのみActa2陽性反応が認められたが、肝内外の胆管は陰性であった。サメ類から胆嚢、肝外胆管、肝内胆管に平滑筋が発達し、この形質は条鰭類でも維持された。四足類においては、水生哺乳類をふくめ肝外および肝内胆管における平滑筋の発達はあまり認められなかった。一部の爬虫類において肝内胆管に平滑筋が発達した。まとめると、胆管走行と平滑筋の発達は必ずしもカップルすることはなかった。肝臓の血管系については、ヌタウナギで肝動脈に弱くActa2の発現が認められ、サメ類以降全ての脊椎動物種の肝動脈で平滑筋が分布した。門脈、中心静脈でのActa2の発現は、サメ類以降部分的に認められたが、門脈周囲全てをとりまくように平滑筋が発達するのは四足類だけであった。これより、門脈における平滑筋の発達は四足類の陸上化に関連があると考察した。
脊椎動物の肝臓構築を分子レベルで説明するため、グリコーゲンを検出する過ヨウ素酸-シッフ（PAS）染色、ベルリン青染色、ペルオキシダーゼ活性染色等を各種肝臓で行った。その結果、脊椎動物の進化に細かく沿った染色（遺伝子発現）パターンは得られなかったが、脊椎動物の進化において肝臓出現時からその遺伝子発現が肝臓内で帯状になるzonationを獲得していたことを示唆する結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度はActa2タンパク質の免疫組織学的解析とzonationに関する組織化学的解析をメインに行い、相応のデータを得たが、予定していた遺伝子マーカーのRT-PCRおよびin situ hybridizationは条件検討が間に合わずデータを十分には出すことができなかった。今後は機動的に研究を推進していく必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
脊椎動物の肝臓構築の分子メカニズムを探る上で、分子マーカーの発現解析は欠かせないが、抗体を用いた分子レベルでの解析は限られるので、in situ hybridizationによる遺伝子発現解析が鍵となる。その最適化について効率よく進めるため、他研究者から情報を得つつ機動的に研究を進めて行きたい。
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