2016 Fiscal Year Annual Research Report
Region specific morphogenesis of the axial skeleton controlled by cell migration and/or cell proliferation: in vivo and in vitro experimental system
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26460254
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
青山 裕彦 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (70143948)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 体節 / 側板中胚葉 / 細胞間相互作用 / in vitroモデル / 接触阻害 / 軸骨格 / 部域化 / 肋骨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物はその進化の過程で軸骨格が部域化した．ほ乳類と鳥類に至って，頸部，胸部，仙部，尾部の違いが生じたのである．特に胸部とそれ以外では肋骨の有無という極めて明瞭な差が生じており研究の対象として扱いやすい．本研究は，肋骨の個体発生に関するものであるが，それを通して系統発生についても思考をめぐらすことができる．
ニワトリ胚で肋骨は胸部体節に由来する．それぞれの部域の体節が肋骨形成能を持つかどうかはすでに定まっている．例えば胸部体節を腰部体節を取り除いたところに移植すると，腰部に肋骨をもった胚が生じる．一方で，体節周囲組織はその発生に大きく影響する．上のようにして腰部に形成された肋骨は正常なものに比べて短いのである．肋骨形成において胸部体節細胞は隣接する側板中胚葉の中に進入していくのであるが，同じ胸部体節細胞が腰部側板中胚葉の中には進入できないことを我々は発見した．本研究はこの現象をin vitroで再現し，その機構を追求しようとするものである．
胸部，または腰部体節を，胸部，または腰部側板と共培養する．運動の解析を容易にするため，サイトグラフ（大日本印刷）を用いて一次元的に培養した．２種の細胞が衝突する前後での運動を解析した．胸部体節細胞が腰部側板細胞と接触したとき，胸部体節細胞はそれまでの進行方向とは逆に進行し側板細胞から離れていった．その他の組み合わせでは進行方向を変えることはなかった．これは生体での挙動を反映したものと言える．
それぞれの培養において，細胞の動きを定量的に解析し，そのデータから数理モデルを構築した．今後，このモデルを２次元的な細胞の挙動に適用できるようにし，最終的には肋骨形成のモデルを造り上げたい．
一方，細胞間相互作用の分子機構を探るため，そのアッセイ系として細胞内骨格の消長をライブイメージングで追求する系を構築中である．
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