生殖巣の初期形成を支える細胞ダイナミズム

• 研究課題/領域番号: 17052031
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 高橋 淑子 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (10183857)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円); 2006年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2005年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
• キーワード: 生殖巣 / SF1 / EMT / Rho / 上皮極性 / 生殖細胞 / 基底膜 / ヤマトヒメミミズ / 再生 / 細胞分化 / 上皮細胞

研究概要

脊椎動物を含む多くの後生生物では、初期生殖巣は体細胞により構成される。その後、全く別の場所で形成されていた生殖細胞が移動して生殖巣にたどり着き、最終的に機能的な生殖器官が形成される。従って、生殖器官の形成のしくみを考える際、生殖細胞のみならず、その受け入れ側である初期生殖巣の成り立ちを理解することは重要である。初期生殖巣は腎臓領域に隣接して、体腔中胚葉から形成される。興味深いことに、もとは同じ体腔中胚葉でも、生殖巣を作る細胞群は間充織細胞として積極的に体内に潜り込む一方で、腎臓領域付近の体腔中胚葉はこのような潜り込みはおこさず、腎臓のもっとも外側を一層の上皮細胞として覆うようになる。このような現象の観察から、次のような疑問が生じる。体腔中胚葉が間充織細胞になることが、生殖巣を作るのに必要でありかつ十分であるのか?
そこでこれらの疑問に答えるべく、腎臓領域を覆う体腔中胚葉(本来は上皮のまま:腎体腔上皮と呼ぶ)を実験的に操作し、間充織細胞へと変化させるという新しい実験系を確立した。上皮が間充織化する現象はEMT(Epithelial-to-Mesenchymal Transition)として広く知られ、特にガン生物学の分野では、EMTは上皮性ガン細胞の転移と深く関係していることが知られている。実際の体内におけるEMTについては依然謎が多いが、培養細胞系では、EMTに関与する分子群は多く知られている。そこで我々は、これらの候補分子を腎体腔上皮に強制発現させ、EMTが誘起されるかについて調べた。結果、RhoAやSlug(zinc finger family)などの分子がEMTをおこす能力を持っており、逆に、Cdc42は上皮構造の維持に重要であることなどが明らかになった。今後は、EMTが誘発された腎体腔上皮が、はたして生殖巣の分化形質を獲得するかについて研究を進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Cadherin is required for denritic morphogenesis and synaptic terminal organization of retinal horizontal cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K. et al.
  • 雑誌名: Development 133 ページ: 4085-4096
• [雑誌論文] Early segregation of germ somatic lineages during gonadal regeneration in the annelid, Enchytraeus japonensis (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K. et al.
  • 雑誌名: Current Biology 16 ページ: 1012-1017
• [雑誌論文] Level-specific role of paraxial mesoderm in regulation of Tbx5/Tbx4 expression and limb initiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, D. et al.
  • 雑誌名: Developmental Biology 292 ページ: 79-89
• [雑誌論文] 発生過程における細胞移動 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大畑絵美, 高橋淑子
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素(共立出版) 51 ページ: 742-746
• [雑誌論文] からだ作りにみる上皮-間充織転換 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉野剛史, 仲矢由紀子, 高橋淑子
  • 雑誌名: 実験医学(羊土社) 24
• [雑誌論文] Epimorphin acts extracellulary to promote cell-sorting and aggregation during the condensation of vertebral cartilage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.et al.
  • 雑誌名: Developmental Biology 291 ページ: 25-37
• [雑誌論文] Embryonic stem cells that differentiate into RPE cell precursors in vitro develop into RPE cell monolayers in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Aoki, H. et al.
  • 雑誌名: Experimental Eye Research 82 ページ: 265-274
• [雑誌論文] Early segregation of germ and somatic lineages during gonadal regeneration in the annelid, Enchytraeus japonensis (2006)
  • 著者名/発表者名: Tadokoro, R., Sugio, M., Kutsuna, J., Tochinai, S., Takahashi, Y.
  • 雑誌名: Current Biology (in press)
• [雑誌論文] Level-specific role of paraxial mesoderm in regulation of Tbx5/Tbx4 expression and limb initiation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, D., Yonei-Tamura, S., Takahashi, Y., Tamura, K.
  • 雑誌名: Developmental Biology (in press)
• [雑誌論文] Epimorphin acts extracellularly to promote cell-sorting and aggregation during the condensation of vertebral cartilage. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y., Sato, Y., Tsuda, H., Hanaoka, K., Hirai, Y., Takahashi, Y.
  • 雑誌名: Developmental Biology (in press)
• [雑誌論文] A novel signal induces a segmentation fissure by acting in a ventral-to-dorsal direction in the presomitic mesoderm. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Takahashi, Y.
  • 雑誌名: Developmental Biology 282 ページ: 183-192
• [雑誌論文] Mesenchymal-to-epithelial transition during somitic segmentation : A novel approach to study the roles of Rho family GTPases in morphogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y., Sato, Y., Suetsugu, R., Nakaya Y.
  • 雑誌名: Cells Tissues Organs 179 ページ: 36-42
• [雑誌論文] Common mechanisms for boundary formation in somitogenesis and brain development shaping the 'chic' chick. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y.
  • 雑誌名: International Journal of Developmental Biology 19 ページ: 221-230
• [雑誌論文] Tet-on inducible system combined with in ovo electroporation dissects multiple roles of genes in somitogenesis of chicken embryos.
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T. et al.
  • 雑誌名: Developmental Biology (in press)
• [雑誌論文] Stable integration and conditional expression of electroporated transgenes in chicken embryos.
  • 著者名/発表者名: Sato, T. et al.
  • 雑誌名: Developmental Biology (in press)