| 研究課題/領域番号 |
21K06203
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
小柴 和子 東洋大学, 生命科学部, 教授 (30467005)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 心臓 / 発生 / 転写因子 / 心臓発生 / 形態形成 / 形態進化 / マウス / Pitx2 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脊椎動物は進化の過程で単純な1心房1心室の心臓から2心房2心室の心臓へと形態を複雑化させていった。このような心臓の形態変化は、心臓の発生過程においても認められ、心房と心室の区画ができた後に心房中隔と心室中隔が形成されることにより、2心房2心室の心臓が形作られる。比較発生学的な解析から心室中隔の形成には転写因子Tbx5の左心室への局在が重要であることが明らかになっている。心房では、転写因子Pitx2が左心房に局在していることから、本研究ではPitx2異所性発現マウスを用いて、Pitx2の極性をもった発現が心房中隔形成および心臓機能に与える影響を明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
Pitx2の極性をもった発現が中隔形成や心臓機能に与える影響を明らかにするために、Pitx2を心臓全体に発現するマウス（Pitx2異所性発現マウス）を作出し、解析を行った。Pitx2異所性発現マウスは胎生12.5日目頃に致死となり、房室管の形成に顕著な異常が認められた。また、心房中隔の形成不全や右心房の個性が阻害される表現型が認められた。シングルセルRNA-seqを行い、細胞種ごとにPitx2異所性発現心臓において発現が変化している遺伝子の探索を行った結果、心筋で洞房結節マーカー遺伝子の発現が減少していること、さらには細胞外基質の分解や合成に関わる因子の発現が大きく変化していることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Pitx2は体軸の左右性形成に重要な転写因子であり、左側の側板中胚葉での発現が左心房特異的な発現へと維持される。Pitx2を機能阻害すると、心臓の低形成、房室管の異常、流出路の異常などが引き起こされることが報告されている。さらに、近年、不整脈との関連も明らかになっている。これまで、心臓発生におけるPitx2の機能解析は主に機能阻害を用いて行われており、過剰発現による解析はほとんど行われてこなかった。本研究から得られた成果は、心臓発生にはPitx2の適正な発現が重要であることを示し、また房室管形成に関与する新たな分子メカニズムの提唱につながる。
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