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四肢パターン形成におけるShh-Wnt-BMP相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 13680813
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関川崎医科大学

研究代表者

濃野 勉  川崎医科大学, 医学部, 助教授 (20098619)

研究分担者 成田 知弘  川崎医科大学, 医学部, 助手 (40330550)
和田 直之  川崎医科大学, 医学部, 助手 (50267449)
西松 伸一郎  川崎医科大学, 医学部, 講師 (20222185)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワードSonic hedgehog / FGF4 / Ephrin-A2 / Apical ectodermal ridge / Wntファミリー / 軟骨分化 / 筋肉分化 / 四肢形態形成 / Sfrpファミリー / 四肢パターン形成 / 筋芽細胞 / 国際情報交換 / イギリス:アメリカ / Wnt-10a / βカテニン / 細胞接着 / EphA4 / AER / パターン形成 / Shh / FGF-4 / Hoxd13 / 四肢形成
研究概要

肢芽でShhとFGF4は正の相互誘導作用により発現維持され,肢芽前側に適用したShhで近傍のAERにFGF4が誘導される。FGF4はShhの発現維持は出来るが,肢芽形成後ではFGFによるShhの誘導は起こらないと言われていた。しかし,後肢芽ではAER前端直下にFGF4を適用すると近傍にShhが誘導され,Hoxd13を介して部分的な前後軸の逆転が起こることを見出した。
AERで発現しているWnt10aを予定AER領域で過剰発現するとFGF8の発現が誘導された。AERの形成,維持にはβカテニン経路が関与しているが、Wnt10aの作用で細胞質内にβカテニンが蓄積されることを確認した。
抗体染色で調べるとephrin-A2とEphA4の肢芽での発現は相補的で,ephrin-A2は近位で,EphA4は遠位で強い。両者の発現はAER由来FGFにより調節される。肢芽先端部でephrin-A2を過剰発現させると指骨で部分的融合や分岐異常などが起こる。ephrin-A2の過剰発現では肢芽間充織の軟骨結節形成が抑制された。
Wnt活性を阻害するSfrp3や優性欠損型LEF1の過剰発現では軟骨細胞に対する効果が類似し,肢芽軟骨細胞は未成熟状態に維持される。一方Wnt8の過剰発現や活性型LEF1の効果は類似し,これらは軟骨細胞の成熟,肥大化,石灰化を促進した。
Wnt5a, Wnt11,Wnt7a, Wnt3aなどは肢芽で領域特異的に発現している。これらを肢芽で過剰発現すると筋芽細胞の増殖と分化が変化する。Wnt5aは遅筋の分化を促進し,速筋の分化を抑制する。この効果は優性欠損型のWnt11の過剰発現でも見られるが,野生型Wnt11の過剰発現では逆に遅筋の分化を抑制し,速筋の分化を促進する。Wnt3aでは筋芽細胞の増殖が抑制され,遅筋は減少する。Sfrp2は筋芽細胞の前駆細胞で発現し,その過剰発現では筋肉分化が阻害される。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (53件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (53件)

  • [文献書誌] 泰江章博, 他: "骨格筋形成におけるマイオスタチンの役割"生体の科学. 52(4). 256-260 (2001)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kano, Y., et al.: "cAMP and calcium ionophore induce outgrowth of neuronal processes in PC12 mutant cells in which nerve growth factor-induced outgrowth of neuronal processes is impaired"Neuroscience Letters. 303(1). 21-24 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wada, N., Nohno, T.: "Differential response of Shh expression between chick forelimb and hindlimb buds by FGF-4"Developmental Dynamics. 221(4). 402-411 (2001)

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  • [文献書誌] Yamagishi, T., et al.: "Expression of bone morphogenetic protein-5 gene during chick heart development : possible roles in valvuloseptal endocardial cushion formation"The Anatomical Record. 264(4). 313-316 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokura, T., et al.: "Transdominant Negative FGF receptors inhibit proliferation of cultured glomerular mesangial cells"Kawasaki Medical Journal. 27(2). 43-51 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishi, M., et al.: "A missense mutant myostatin causes hyperplasia without hypertrophy in the mouse muscle"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293(1). 247-251 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tao, H., et al.: "FGF10 is a mesenchymally derived stimulator for epidermal development in the chick embryonic skin"Mechanisms of Development. 116(1-2). 39-49 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kano, Y., et al.: "Immunosuppressant FK506 induces neurite outgrowth in PC12 mutant cells with impaired NGF-promoted neuritogenesis via a novel MAP kinase signaling pathway"Neurochemical Research. 27(12). 1655-1661 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Church, V., et al.: "Wnt regulation of chondrocyte differentiation"Journal of Cell Science. 115(24). 4809-4818 (2002)

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  • [文献書誌] Sasaki, H., et al.: "Identification of cis-elements regulating expression of Fgf10 during limb development"International Journal of Developmental Biology. 46(7). 963-967 (2002)

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  • [文献書誌] Enomoto-Iwamoto, M., et al.: "The Wnt antagonist Frzb-1 regulates chondrocyte maturation and long bone development during limb skeletogenesis"Developmental Biology. 251(1). 142-156 (2002)

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  • [文献書誌] Enomoto-Iwamoto, M., et al.: "Dual roles of the WNT antagonist, Frzb-1 in cartilage development"Growth Plate. 54. 235-243 (2002)

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  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Coordination of BMP-3b and cerberus is required for head formation of Xenopus embryos"Developmental Biology. 260(1). 138-157 (2003)

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  • [文献書誌] Anakwe, K., et al.: "Wnt signalling regulates myogenic differentiation in the developing avian wing"Development. 130(15). 3503-3514 (2003)

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  • [文献書誌] Wada, N., et al.: "Ephrin-A2 regulates position-specific cell affinity and is involved in cartilage morphogenesis in the chick limb bud"Developmental Biology. 264(2). 550-563 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Bone morphogenetic protein-3 family members and their biological functions"Frontiers in Bioscience. 9. 1520-1529 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamagishi, T., et al.: "Expression of Tbx20 RNA during chick heart development"Developmental Dynamics. (in press). (2004)

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  • [文献書誌] Galli, L.M., et al.: "A proliferative role for Wnt-3a in chick somites"Developmental Biology. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 岩本資己, 他(分担): "新・分子骨代謝学と骨粗鬆症(四肢形態形成と骨成長因子)"メディカルレビュー社. 13(263-275) (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 濃野 勉(分担): "骨形成・骨吸収の分子メカニズムと骨疾患:骨形成にかかわるWntシグナリング(米田俊之, 加藤茂明, 松本俊夫, 編)"羊土社. 8(53-60) (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kano, Y., et al.: "cAMP and calcium ionophore induce outgrowth of neuronal processes in PC12 mutant cells in which nerve growth factor-induced outgrowth of neuronal processes is impaired."Neuroscience Letters. 303(1). 21-24 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wada, N., et al.: "Differential response of Shh expression between chick forelimb and hindlimb buds by FGF-4."Developmental Dynamics. 221(4). 402-411 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamagishi, T., et al.: "Expression of bone morphogenetic protein-5 gene during chick heart development : possible roles in valvuloseptal endocardial cushion formation."The Anatomical Record. 264(4). 313-316 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokura, T., et al.: "Transdominant negative FGF receptors inhibit proliferation of cultured glomerular mesangial cells."Kawasaki Medical Journal. 27(2). 43-51 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishi, M., et al.: "A missense mutant myostain causes hyperplasia without hypertrophy in the mouse muscle."Biochemical and Biophysical Research Communications. 293(1). 247-251 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tao, H., et al.: "FGF10 is a mesenchymally derived stimulator for epidermal development in the chick embryonic skin."Mechanisms of Development. 116(1-2). 39-49 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kano, Y., et al.: "Immunosuppressant FK506 induces neurite outgrowth in PC12 mutant cells with impaired NGF-promoted neuritogenesis via a novel MAP kinase signaling pathway."Neurochemical Research. 27(12). 1655-1661 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Church, V., et al.: "Wnt regulation of chondrocyte differentiation."Journal of Cell Science. 115(24). 4809-4818 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sasaki, H., et al.: "Identification of m-elements regulating expression of Fgf10 during limb development."International Journal of Developmental Biology. 46(7). 963-967 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Enomoto-Iwamoto, M., et al.: "The Wnt antagonist Frzb-1 regulates chondrocyte maturation and long bone development during limb skeletogenesis."Developmental Biology. 251(1). 142-156 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Enomoto-Iwamoto, M., et al.: "Dual roles of the Wnt antagonist, Frzb-1 in cartilage development."Growth Plate. 54. 235-243 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Coordination of BMP-3b and cerberus is required for head formation of Xenopus embryos."Developmental Biology. 260(1). 138-157 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Anakwe, K., et al.: "Wnt signalling regulates myogenic differentiation in the developing avian wing."Development. 130(15). 3503-3514 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wada, N., et al.: "Ephrin-A2 regulates position-specific cell affinity and is involved in cartilage morphogenesis in the chick limb bud."Developmental Biology. 264(2). 550-563 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Bone morphogenetic protein-3 family member and their biological functions."Frontiers in Bioscience. 9. 1520-1529 (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamagishi, T., et al.: "Expression of Tbx20 RNA during chick heart development."Developmental Dynamics. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Galli, L.M., et al.: "A proliferative role for Wnt-3a in chick somites."Developmental Biology. (in press). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Anakwe, K., et al.: "Wnt signalling regulates myogenic differentiation in the developing avian wing"Development. 130(15). 3503-3514 (2003)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Coordination of BMP-3b and cerberus is required for head formation of Xenopus embryos"Developmental Biology. 260(1). 138-157 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Wada, N., et al.: "Ephrin-A2 regulates position-specific cell affinity and is involved in cartilage morphogenesis in the chick limb bud"Developmental Biology. 264(2). 552-565 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hino, J., et al.: "Bone morphogenetic protein-3 family members and thier biological functions"Frontiers in Bioscience. 9. 1520-1529 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamagishi, T., et al.: "Expression of Tbx20 RNA during chick heart development"Developmantal Dynamics. in press. (2004)

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      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Galli, L.M., et al.: "A proliferative role for Wnt-3a in chick somites"Developmental Biology. in press. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nishi, M., Yasue, A., Nishimatu, S., et al.: "A missense mutant myostatin causes hyperplasia without hypertrophy in the mouse muscle"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293(1). 247-251 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tao, H., Yashimoto, Y., Yoshioka, H., et al.: "FGF10 is a mesenchymally derived stim zr epiulator for epidermal development in the chick embryonic skin"Mechanisms of Development. 116(1-2). 39-49 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Enomoto-Iwamoto, M., Kitagaki, J., et al.: "The Wnt antagonist Frzb-1 regulates chondrocyte maturation and long bone development during limb skeletogensis"Developmental Biology. 251(1). 142-156 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki, H., Yamaoka, T., Ohuchi, H., et al.: "Identification of cis-elements regulating expression of Fgf10 during limb development"International Journal of Developmental Biology. 46(7). 963-967 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Church, V., Nohno, T., Linker, C., et al.: "Wnt regulation of chondrocyte differenitation"Journal of Cell Science. 115(24). 4809-4818 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 濃野 勉: "骨形成にかかわるWntシグナリング"実験医学. 20(17). 2469-2476 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yasue, A., Tao, H., Nohno, T., et al.: "Cloning and expression of the chick p63 gene"Mechanisms of Development. 100. 105-108 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kano, Y., Nohno, T., Takahashi, R., et al.: "cAMP and calcium jonophore induce outgrowth of neuronal processes in PC12 mutant cells in which nerve growth factor-induced outgrowth of neuronal processes is impaired"Neuroscience Letters. 303. 21-24 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Wada, N., Nohno, T.: "Differential response of Shh expression between chick forelimb and hindlimb buds by FGF-4"Developmental Dynamics. 221. 402-411 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamagishi, T., Nakajima, Y., Nishimatsu, S., et al.: "Expression of bone morphogenetic protein-5 gene during chick heart development : possible roles in valvuloseptal endocardial cushion formation"Anatomical Record. 264. 313-316 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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