哺乳類の脳容積拡大を可能にした頭蓋底の形態進化過程の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07244
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 古寺 敏子 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 非常勤講師 (90822809)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武智 正樹 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (10455355)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 軟骨頭蓋 / 神経堤細胞 / Dlx1

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は哺乳類胚及び爬虫類―鳥類胚を用い、それぞれの軟骨頭蓋を比較発生学的に解析することにより、哺乳類の頭蓋底の形態進化を明らかにすることである。哺乳類の進化において耳前柱はどのように消失したのかについては、軟骨細胞分子マーカーの発現解析を継続した。哺乳類の梁軟骨がニワトリ同様一対の軟骨原基と中間梁軟骨から形成されるのかは、前年度マウスの梁軟骨はニワトリ胚と同様に1対の梁軟骨原基から形成され、その間は軟骨で埋められることを確認している。よって真獣類以外の哺乳類の梁軟骨がマウスと同様の発生過程を示すかを検討するため、オポッサムの連続切片を作成した（三次元再構築等解析中）。哺乳類の下垂体直下に形成される軟骨（下垂体軟骨）はニワトリの極軟骨と相同か、あるいは新規形成物かを確かめるために、前年度行ったニワトリ2日胚の鰓弓の上顎突起の間葉細胞領域を蛍光色素DiIで標識した細胞の移動実験及び上顎突起の間葉細胞領域の焼灼切除実験を継続し解析した。そしてニワトリにおいて極軟骨は鰓弓の上顎要素であると考えられる結果を複数の個体から得た。鰓弓上顎要素の神経堤細胞がDlx1で標識された遺伝子組み換えマウスDlx1-creERT2:R26R 15.5日胚の複数の個体を引き続き解析した結果、標識の認められたどの個体においても、ニワトリの極軟骨に相同な軟骨が軟骨頭蓋の一部に認められた。またDlx１の標識部位が予想外に吻側へ続く領域にも特徴的に確認することができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

緊急事態宣言下であったが、長期にわたる中断をせずに実験を続行できた。
有袋類（オポッサム）について、固定胎児を譲り受けることができたので更に進んだ解析が可能になった。

Strategy for Future Research Activity

有袋類（オポッサム）の梁軟骨の発生を確かめる。
鳥類以外では確認できないとされている極軟骨を鱗竜類（ヤモリ）で検討する。
遺伝子組み換えマウスDlx1-creERT2:R26Rにより標識された部位が予測していなかった部位にもなぜ認められたかを解析する。

Causes of Carryover

学会がほぼZoom開催になったため、旅費の出費がなくなった。
3D可視化・解析ソフトウエアについては、実験の結果で組み込む解析プログラムの選択を考慮中であるため来年度に持ち越した。