2020 Fiscal Year Research-status Report
What developmental mechanisms make the robust correlations of the anatomical structures and embryonic primordia?
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20K15858
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東山 大毅 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任研究員 (40816625)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 脊椎動物 / 顔面形成 / 進化発生学 / 神経堤細胞 / マウス / 骨格 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、新型コロナウィルスによる感染拡大の影響により、実験計画の変更を余儀なくされたものの、いくつか新たな知見は得られた。
まず、これまでDlx1-CreERT2マウスを用いた咽頭弓間葉の標識実験はホールマウントでの観察がうまく行っていたものの、組織学的的な精査に難があった。このため我々はDlx1-CreERT2;Rosa26YFP/YFPを用いた標識実験の系を改良し、頭部の様々な構造における標識細胞の分布を組織的に確認することに成功した。その結果、咽頭胚期の咽頭弓におけるDlx1陽性の神経堤間葉、たしかに上あごにおいては全体の構造に分布することが分かった。それは、これまでずっと咽頭弓間葉には由来しないとされてきた切歯骨の発生原基にも及ぶ。これに対し、下顎においては標識細胞はもっぱら下顎の硬骨に局在し、意外にもこれまで同細胞領域に由来すると信じられてきたメッケル軟骨までもが綺麗に標識領域から抜けるということが判明した。つまり、第一咽頭弓の腹側半分、下顎突起において、Dlx1の発現する間葉とそれ以外の間葉との間に何かしらの領域性が生まれていることが示唆される。
また、変異マウスの実験以外にも、マウス、ニワトリ、ソメワケササクレヤモリやミシシッピワニ胚などを用いた三次元構築も進め、特にマウスの発生過程における脈管系の分布過程を概ね理解しつつある。その結果、マウスにおいては脈管系の分布は末梢神経の分布とかなり密接に対応し、かつこれは既に標識実験で確認された、発生原基の由来とも強く対応していることが分かった。
その他、コウモリの頭部発生や、マウスの頭蓋冠形成における神経堤細胞の分子機構についても共同研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度に関しては、新型コロナウィルスによる感染拡大の影響が大きい。このため、我々は、管理の簡便化のため、貴重な遺伝型のマウスのストックを作成し、一時的に個体数を大幅に減らすなどの対応に追われた。それ自体の労力もさることながら、以降の変異マウスを用いた研究は必然的に遅れることになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在でも新型コロナウィルスによる感染拡大が継続している状態であり、当初の計画のような変異マウスを用いた実験系を大規模におこなうことは困難である。
そこで今後はまず「動脈・静脈がどこまで間葉の由来を反映するのか」という点に絞り、マウス、ニワトリ、ソメワケササクレヤモリなどの発生における脈管系の三次元構築を完成させ、それらと既存の発生原基の伸長との対応関係について議論する。また、前年度よりすでに共同研究で進めているワニ胚標本も活用してゆく。これまでの時点で我々が精査したところ、どうやらワニの上あごは解剖学的構造と由来する発生原基との対応関係が最も崩れているように予想されるからである。
さらに、「少なくとも顔面原基について、それぞれの発生原基が独立を保てる分子的背景は何か」という点について、マウスの顔面原基より、上あごを構成する主だった３つの発生原基（内側鼻隆起、外側鼻隆起、上顎突起）とそれらの境界の間葉を切り出し、バルクRNA-seqによる分子的な比較を行い、これらの間葉どうしが、原基どうしが融合した後でもなお領域性を保ち続けている機構について考察する。
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| Causes of Carryover |
当該年度は、予想外の新型コロナウィルスの感染拡大によって、当初の研究計画の変更を余儀なくされた。本予算分の使用は、翌年度での予算と合わせ、RNA-seqを主とする分子実験へ用いる予定である。
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Research Products
(6 results)
