新規検出系による体軸骨格筋の分節性崩壊過程のメカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 22K15358
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48010:解剖学関連
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 磯部 茉莉 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (60850758)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: ニワトリ胚 / 胚発生 / 筋発生 / 体軸骨格筋形成 / myoseptum

研究開始時の研究の概要

魚からヒトに至る脊椎動物の体軸骨格筋は、以下のように形成される。分節性に区切れた体節から筋芽細胞が分化し、体節の分節性が崩壊するとともに隣り合った体節由来の筋細胞が融合する。現在までに体節が分節状に形成されるメカニズムは明らかになっているが、どのように崩壊していくかは分かっていない。本研究では、ニワトリ胚を用いた新規検出系を用いることで体軸骨格筋形成過程における分節性崩壊の形態変化を明らかにし、さらにその分子基盤の解明を目指す。本研究により脊椎動物の体軸骨格筋の形成過程の一端を解明し、将来的には系統進化の解明にも繋がることが期待できる。

研究成果の概要

魚からヒトに至る脊椎動物の体軸骨格筋は、分節性に区切れた体節から筋芽細胞が分化し、体節の分節性が崩壊するとともに隣り合った体節由来の筋細胞が融合することで形成される。現在までに体節がどのように崩壊していくかは分かっていない。本研究では、炭素コーティングを応用した卵殻外でのニワトリ胚培養システムを導入することで、安定したニワトリ胚培養システムを作製し、この培養システムを用いて詳細なタイムラプス観察を行うことができた。今後はこれらのシステムを応用することで、myoseptum消失に関する遺伝子探索を進めていく。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水生生物が陸生生物へと進化する過程では、水中での単純な運動とは異なり陸上での複雑な運動が必要となる。このような複雑な運動を可能とするのが高等動物の体幹筋にて発達している回旋筋群であり、回旋筋群の形成には分節性が崩壊し分節をまたいだ構造となることが必須である。以上のように本研究は、分節性の崩壊過程を明らかにすることで体軸骨格筋の形成過程を解明するだけでなく、脊椎動物の進化過程の理解に繋がる重要な意義がある。