2011 Fiscal Year Annual Research Report
新規なBmpアンタゴニストの脳神経組織形成における役割とその分子メカニズムの解明
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21390020
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊藤 信行 京都大学, 薬学研究科, 教授 (10110610)
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| Keywords | 分泌性因子 / 形態形成 / 遺伝子 / ゼブラフィッシュ / マウス |
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| Research Abstract |
2種類の新規な分泌性BMP antagonist遺伝子を発見し、Brorin, Brorin-likeと名付けた。これら分泌性因子はその構造は類似していることから、その機能的類似性が予想された。また、これらの遺伝子はヒト、マウス、ゼブラフィッシュなどで見出され、脊椎動物に共通した遺伝子である。申請者は昨年度はBrorinの生理的役割をzebrafishとマウスを用いて解明を行ってきた。従って、申請者は今年度はBrorinとBrorin-likeの生理的役割をzebrafishとマウスを用いて、比較検討した。
Zebrafish BrorinとBrorin-likeはいずれも受精後16時間から腹側視床において発現が認められた。その発現様式はいずれも類似していた。受精後24時間では前交連や、後脳の神経節、松果体、下垂体など脳神経系特異的に発現していた。その発現は受精後36時間胚においても持続していた。BrorinとBrorin-like機能阻害胚の形態観察を行った。いずれの機能阻害胚も前脳の萎縮および脳室の膨張などの脳の形成異常が認められた。
Brorin, Brorin-likeはいずれも脳・神経系で高発現発現していた。マウスにおける、Brorin, Brorin-likeの生理的役割を明らかにするため、それらの遺伝子欠損マウスを作成した。いずれの遺伝子欠損マウスも野生型マウスと外見上に大きな差はなかった。また、Brorin, Brorin-like遺伝子欠損マウス脳の形態に野生型マウスと大きな差はなかった。さらに、Brorin, Brorin-like遺伝子欠損マウスに行動的異常は認められない。
Brorin, Brorin-likeの構造が非常に類似しているため、その機能的代償性が予想された。従って、Brorin/Brorin-like二重遺伝子欠損マウスを作成して、その生理的役割を検討した。Brorin/Brorin-like二重遺伝子欠損マウスも野生型マウスと外見上に大きな差はなかった。しかし、その脳を詳しく解析したところ、線条体のサイズの減少が確認された。さらに、線条体のアストロサイトの形成を調べたところ、アストロサイトの過形成が確認された。これらの結果から、Brorin, Brorin-likeは代償的に作用し、アストロサイトの形成を抑制していることが明らかになった。
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