ゼブラフィッシュの後脳と血管系の位置決定

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870618
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 藤田 深里 東洋大学, 生命科学部, 助教 (60633550)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 器官形成 / 発生 / 血管 / 脳

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、脳血管の発生について、細胞挙動と分子機構を解明することを大きな目標としている。脳の中でも、脊椎動物すべてにおいて生存に不可欠な役割を持つ後脳に着目して、その特徴的な分節構造が脳血管の発生にどのように作用するのかを明らかにすることをここでの目的としている。胚体内部を生きたまま観察できる脊椎動物モデルであるゼブラフィッシュを用いて、脳発生時の神経領域・非神経領域の分化と、血管発生の相互作用を調べている。
平成26年度は主に2つの視点から解析を行った。1点目は誘導的ガイダンス因子についてである。後脳の分節構造である菱脳のそれぞれの中央付近は、特定の神経細胞が分化してくるためシグナルセンターと呼ばれているが、その位置と後脳に侵入する後脳中心血管の出芽位置に相関関係があるのではないかという予測を確かめるために、遺伝子発現解析とその組織切片解析を行った。2点目は反発的ガイダンス因子についてである。後脳中心血管は、各菱脳節の中央付近に出芽侵入したのち菱脳内を背側に伸長するが、菱脳節境界からは離れた節の中央部分を走行する。そのため、菱脳節境界からの反発因子があることを予測し、その候補となる遺伝子の発現解析と組織切片解析を行った。それぞれ観察をする発生段階としては、受精後30、36、48時間を用いた。
それぞれの視点において、発現時期と発現パターンの血管との位置関係から、ガイダンス因子としての有力な候補遺伝子を挙げることができている。この成果をもとに、平成27年度は遺伝子ノックダウンなどを用いた機能解析を行い、後脳中心血管のパターン形成に関わる分子機構を明らかにしていく予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脳血管の発生に関与する誘導的ガイダンス因子と反発的ガイダンス因子について、詳細な遺伝子発現解析により、それぞれの候補となる遺伝子を挙げることができたため、おおむね順調に進展していると判断する。候補遺伝子の探索は、これまでの知見からの予測でいくつか列挙はしていたが、継続して追加していく必要があると考えているため、当初の計画以上に進展しているとは評価できない。今後、機能解析に取り組んでいく中で、結果的に関係がなさそうと判断される遺伝子も出てくる可能性があるため、並行してガイダンス因子の探索を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度に得られた結果をもとに、今後は候補遺伝子の機能解析を行う予定である。研究計画では、モルフォリノアンチセンスオリゴのインジェクションによる遺伝子ノックダウンを用いることとしているが、近年CRISPR/Cas9の技術によるゲノム操作が進み変異体の作成が従来より容易になり、かつ、変異体の表現型とモルフォリノアンチセンスオリゴによる表現型が異なることが多数報告されている。各候補遺伝子について、いずれの方法が適切かを再検討し、より適切な方法を選択するようにして、今後の研究を推進していく予定である。