2016 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of cardiac field development in a model squid, Idiosepius paradoxus
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26440117
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
小柴 和子 東洋大学, 生命科学部, 准教授 (30467005)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 頭足類 / 心臓 / 発生 / 形態進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イカ、タコなどの軟体動物頭足類は心臓と呼ばれる器官を３個有している。1個は体心臓と呼ばれ、血液を全身に循環させる脊椎動物の心臓と同様の役割を果たしている。他の2個は鰓心臓と呼ばれ、鰓に血液を送ることに特化した心臓である。このように頭足類は非常に特殊な心循環器系を有しているが、発生過程においてどのように役割の異なる２種類の心臓が形成されてくるのか、そのメカニズムは全く明らかにされていない。本研究では世界最小のイカであるヒメイカを用いて鰓心臓、体心臓の発生学的な違いを明らかにするとともに、中胚葉形成から心臓予定領域決定に関わる分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。
脊椎動物において心臓特異的転写因子として働いているNkx2.5のヒメイカホモログを単離して発生過程における発現様式の解析を行ったところ、ヒメイカにおいてもNkx2.5は心臓特異的に発現しており、発生初期には体心臓と鰓心臓の予定領域と思われる部分に発現していることが明らかになった。詳細な発現解析から、ヒメイカの心臓形成様式として左右両側に生じた心臓前駆細胞の一部が体の正中線上で融合して体心臓を形成し、左右両側に残った集団が鰓心臓となることが予想された。そこでNkx2.5を発現している領域の細胞が将来的にどのような組織を形成するのか明らかにするために、色素注入によって細胞を標識し、その系譜を追跡することを試みた。ヒメイカの卵は固い膜に覆われており、これまで実験動物として用いられてきた動物の受精卵とは性質が大きく異なる。そのため新たな注入法の開発が必要であり、薬剤処理やレーザー照射などを試みたが、いずれも卵殻除去、細胞標識には至らなかった。
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