2014 Fiscal Year Research-status Report
ほ乳類の進化過程における顎の基部―先端部軸位置遺伝情報の改変
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26440127
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
鈴木 久仁博 日本大学, 松戸歯学部, 教授 (30256903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
若松 義雄 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60311560)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | オポッサム / 顎関節 / ホメオボックスコード / 歯の分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ほ乳類の進化過程における切歯、犬歯、小臼歯、大臼歯といった機能や形態の異なる歯の分化が顎の基部から先端軸にそっておこり、また、顎の基部側にある顎関節（関節骨と方形骨）が耳小骨（ツチ骨とキヌタ骨）として聴感覚のために転用された。これらの変化は、顎原基の基部から先端部軸にそったプレパターンの変化として理解できる。顎原基の基部から先端部軸にそってMsx1やDlx1などの異なるホメオボックス型転写制御因子をコードする遺伝子が発現しており、それらの遺伝子が異なる形態の歯を生じるための情報を担っているとされ、ホメオボックスコードと呼ばれる。これらについては研究のほとんどがマウスを用いておこなわれたものであり、マウスの歯列は小臼歯や犬歯が無い特殊な歯列である。本研究では、ほ乳類の祖先型に近い歯列を持つオポッサムを主な材料とし、顎原基におけるホメオボックス転写因子の発現をマウスや、ほ乳類が進化する前の顎関節を持つニワトリと比較することで、基盤となる遺伝子制御について明らかにすることをめざしている。それに先駆けてオポッサムを材料とした共同研究「有袋類における頭部神経堤／顎原基のヘテロクロニー的発生メカニズムの解明」により顎原基のもととなる頭部神経堤細胞の発生と遺伝子発現について解析を進め、顎発生と歯の形態研究の先鞭をつけた。その基礎に立って，オポッサムの11.5日胚,13.5日胚，新生児についてMsx1とBarX1，Dlx1，Alx3の検索を行ないホメオボックスコードのモデルと比較検討し新しい所見を得た。また，顎形成に用いる新たな試料の採取も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
オポッサムの11.5日胚の頭部について４つのプローブでin situをおこなった。ホメオボックスコードのモデル図ではほとんど無いことになっている部分において，Msx1とBarX1の発現がオーバーラップしている領域がかなり広い。ホメオボックスコードのモデル図ではAlx3+Msx1が切歯、Msx1が犬歯と小臼歯、BarX1が大臼歯に対応することになっているが、Alx3/4の変異体で下顎の切歯に表現型が無いことも考慮に入れると、Alx3領域、Msx1のみの領域、Msx1+BarX1、BarX1の領域に対応する仮説を検討している。後方のDlx1のみ発現の部分の歯骨基部側に対応する仮説も必要となろう。
13.5日についての実験ではMsx1が下顎前端から発現しており、BarX1は先端に発現が無くMsx1より基部側まで発現しているという結果で、基本的にもっと早い時期の結果と同様になる。しかし，予想よりMsx1，BarX1は基部側近くまで発現している可能性が考えられる。
オポッサム新生児の場合は，shhやMsx1が発現している部位の原基なるらしい歯種の同定を進めている。Msx1の発現がありBarX1の発現がほとんどみえないのも、以前のマウスとの比較データからの推測（発現位置とpremoler、canine/incisiorの関係）と一致することが考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生初期の顎における歯胚の位置を確定するために，shh等で歯胚を検出して比較することを行なう。実験を円滑に進めるために，胚培養の方法を確立する必要があり，手法や条件を変えながら進めていく。さらに，新しい発想としてオポッサム胚の線維芽細胞をリプログラミングして実験に供することを計画したのでその準備を行なう。顎関節の形成過程を調べるために収集してきたオポッサム頭部のサンプルを完全なシリーズにし，染色する。オポッサムとの比較のためのマウス，ニワトリの試料を作製する。
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