2014 Fiscal Year Research-status Report
共通原基である頭部外胚葉から眼・鼻・耳の感覚器が特異化される仕組み
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25440106
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
内川 昌則 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (80346147)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 感覚器原基 / エンハンサー / 転写制御因子群 / Sox / Sall4 / Snail/ZFH / プラコード / 内耳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
眼、鼻、耳は、共通原基である頭部外胚葉から発生する。その特異化には転写制御因子群SOXとそのパートナー因子が重要な役割を果たすことが示唆されている。本研究では、嗅上皮・内耳プラコードで活性を示すNOP1エンハンサーに着目して、その活性化に重要なSOXとSall4の組合せによる転写制御について解析してきた。
本年度は、その抑制エレメントに作用するSnail/ZFH zinc finger proteinについて解析した。嗅上皮・内耳プラコードで活性を示すNOP1エンハンサーは、転写制御因子群SOXとSall4によって活性化されが、その特異性には抑制エレメントが重要な役割を果たす。
１，NOPエンハンサーの抑制エレメントにはSnail/ZFH zinc finger proteinの予想結合配列と一致する配列が存在し、その変異体では主にSOXとSall4の発現組織で脱抑制が起こる。２，Zfh1/2およびSnail1/2は、NOP1エンハンサーの活性を抑制した。３，SOXとSall4が強く発現されるがNOP1エンハンサーの活性がない中枢神経系や神経冠細胞では、Snail/ZFH zinc finger protein群が強く発現している。
以上のことから、SOXとSall4が共発現しており、かつ抑制因子群の発現がないあるいは低い嗅上皮・内耳において、NOP1エンハンサーが活性化されると考えられる。
今後は、これらの因子が作用できる頭部外胚葉の細胞状態を調べ、SOXとSall4による嗅上皮・内耳プラコード特異化の機構を解析する。また培養細胞を用いて、転写制御因子群による細胞分化の過程を積極的に操作することを試みる。現在までに、ES細胞から内耳プラコードへの分化過程の再現を試みており、ほぼ完了している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の計画では、感覚器プラコードの特異化を行うための条件、頭部外胚葉の細胞状態を調べる予定であったが、まだ調べることができていない。当初の計画では、N4トランスジェニックマウスを用いて行う予定であったが、諸事情によりマウスの取り扱う状況ではなくなってしまったことが、大きな原因である。ただし、その代替となるES細胞の分化系をほぼ構築したので、来年度、計画通り行う予定である。そのためのES細胞へのトランスポゾンを用いた遺伝子導入の系も構築した。
NOP1エンハンサーの転写抑制因子については、同定することができた。今後は、感覚器プラコードの特異化に反応できる条件、その細胞状態を上記の実験から明らかにする。その細胞状態における転写活性化因子SOXやSall4、転写抑制因子であるSnail/Zfh zinc finger proteinsの役割を調べ、感覚器プラコード、特に嗅上皮・内耳プラコードの特異化の機構を明らかにしたいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画は前述のように少し遅れているが、マウス胚の代替となるES細胞の感覚器プラコードへの分化系を構築したので、それを利用して行う計画である。当初のマウス胚を用いた系よりも培養細胞を用いることで、多くの細胞を一度に扱えるという利点も生かして研究を進める予定である。特にFACSを用いて細胞を分収する際には、マウス胚よりも培養細胞を用いた方が多くの細胞を処理することができ有利である。
感覚器プラコードを誘導できる細胞状態を解析して、これまでに解析してきた転写制御因子群SOX, Sall4, Snail/Zfh zinc finger proteinsの感覚器プラコード特異化における作用機構を明らかにする。
これまでの研究成果をふまえて、転写制御因子群による細胞分化の操作を行う。ES細胞を出発点として、転写制御因子群を操作することで、特定の感覚器を到達点として、細胞分化の操作を試みる。頭部外胚葉における細胞状態を作り出し、そこから各感覚器プラコードを特異化する過程を、転写制御因子群の操作と抑制因子の除去により実現する。
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| Causes of Carryover |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したために当初の見込額と執行額で異なる。また実験補助のための人件費を予定していたが、マウスの世話が必要なくなったため執行額に違いが出たが、ES細胞を用いるため、その培養に必要な消耗品に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究計画に大きな変更はなく、前年度の研究費も含め、当初の予定通りの計画を進める。またマウスを使用しなくなったが、ES細胞を用いるため、その培養に必要な消耗品に使用する予定である。
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