発生初期に咽頭弓動脈から動脈管が形成される機序に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 18K15732
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 原田 元 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (10623259)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 発達 / 遺伝子 / 発現 / 咽頭弓動脈 / 動脈管 / 酸素感受性 / 発現遺伝子

研究成果の概要

発生初期の6対の咽頭弓動脈のうち、左第IV咽頭弓動脈から大動脈弓とその分枝、左第VI咽頭弓動脈から動脈管と肺動脈分枝部が形成される。本研究では、大血管の形成に関わる遺伝子群の探索を目的とした。マウス胎生10.5日の左と右の咽頭弓動脈を含む組織由来のRNAを試料とし、次世代シークエンサーを用いたトランスクリプトーム解析により発現遺伝子群を網羅した。次に左咽頭弓動脈試料に優位に発現する遺伝子を抽出し、リアルタイムPCRで発現レベルを検証した。これらの検討から選択された遺伝子のコードする蛋白質の咽頭弓動脈や心臓における発現を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動脈管は胎生期の低酸素状態で開き、生後酸素濃度の上昇に伴い、収縮し最終的に索となり閉鎖する。動脈管が胎生期開存していることは生命維持に必須であり、生後閉じないと心不全に陥る。動脈管にいかにして生存に合目的なこのような性質が備わるかは不明である。動脈管は、発生初期に生じる左第Ⅵ咽頭弓動脈から形成される。動脈管に備わる酸素感受性の起源はこの左咽頭弓動脈にあるのかもしれない。左右の咽頭弓動脈における遺伝子発現の違いを検討した研究はまれである。本研究は、いまだ端緒を開いたばかりの段階であるが、成果は、新生児肺高血圧症などの治療のための、血管収縮弛緩の制御法の開発につながる。