舌咽神経発生過程における細胞の移動と軸索伸長に関わる制御機構の研究

• 研究課題/領域番号: 00J03558
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 五島 夏子 (渡利 夏子) 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: Hox / 神経堤細胞 / プラコード / 軸索ガイダンス / 移動 / 脳神経

研究概要

Hox遺伝子は、脊椎動物の発生過程において前後軸上のidentityを与える転写因子としてよく知られているが、どのような現象をどのように制御しているか明らかにされていないことも多い。我々は、Hoxa3 KOマウスにおいて舌咽神経の異常を見出した。Hoxa3 KOマウスにおいて、プラコードに由来する神経前駆細胞の移動が異常であり、移動が途中までで止まってしまう場合舌咽神経上下神経節間の軸索連絡が正常に形成されないことが明らかになった。また、神経前駆細胞が体の後方へ異常な移動をする場合、舌咽神経と迷走神経の軸索束が融合してしまうことがわかった。また、神経節への蛍光色素のinjectionにより、Hoxa3 KOマウスでは、舌咽神経の運動神経が舌咽神経節へではなく、迷走神経節へ異常な伸長をしていることも明らかになった。またHoxa3 KOマウスにおいては、神経堤細胞のうち、Sox10を発現する細胞は舌咽神経の発生する場所において、下神経節付近まで到達せずに上神経節付近にとどまっていることがわかった。以上から、マウスにおいてHoxa3は舌咽神経の発生過程において、グリア前駆細胞と考えられるSox10発現細胞および、プラコードに由来する神経前駆細胞の正常な移動に必要であり、感覚神経節間の軸索連絡形成に影響を与ることが示された。また、舌咽神経の運動神経の軸索伸長パターンの制御に必要であることがわかった。
またニワトリ胚においてHoxa3は、マウスの場合と同様に舌咽、迷走神経を構成する細胞で発現しており、ニワトリHoxa3に対するアンチセンスモルフォリノオリゴを神経堤細胞と神経管のみ、あるいはプラコードに導入すると迷走神経の軸索連絡に異常が生じることが明らかにされた。以上から、Hoxa3は舌咽、迷走神経発生過程で様々な細胞において正常な軸素形成を制御することがわかった。