| 研究領域 | 数理解析に基づく生体シグナル伝達システムの統合的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04948
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
道上 達男 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (10282724)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 細胞張力 / BMPシグナリング / 外胚葉パターニング / アフリカツメガエル / シグナル伝達 / プラコード / ツメガエル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脊椎動物胚の外胚葉は神経・表皮、そしてその境界に位置する神経堤や予定プラコードからなる神経板境界(NPB)領域から構成される。NPB領域はその幅の狭さにもかかわらず安定して誘導されるが、その理由については不明な点が多い。幹細胞を用いた神経細胞誘導系において、細胞張力がBMPシグナルを活性化しNPB遺伝子の発現を促進するという先行研究が示されたが、実際の胚発生における関与は不明である。そこで本課題ではツメガエル胚・組織を用い、伸展などの外力付加によりBMPシグナル強度、更に２はNPB領域の形成に影響を生じるかどうかを調べることで、胚のパターン形成・細胞張力・シグナル３者の関係性を明らかにしたい。
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| 研究実績の概要 |
今年度の概要は以下の通りである。①これまでに、ツメガエル胚から切り出した外胚葉領域に伸展刺激を加えた時Smad1のリン酸化が亢進されることを見出している。伸展刺激によるBMPシグナル亢進の影響は，数時間に限られるｌことが明らかになった。また、一部領域だけにBMPインヒビターchordinを注入した外胚葉片に伸展刺激を加えると、注入領域-非注入領域の境界で異所的にBMPシグナルが亢進することを見出した。②伸展刺激を加えることによる外胚葉マーカーの発現変動を改めて調べた結果、特に神経堤マーカー遺伝子であるFoxD3の発現が、顕著に亢進することを初めて見出した。この亢進の度合いは、原腸胚期の前半に刺激を与えた方が大きいこと、また伸展刺激後3時間ほど経過すると、刺激の影響が減少することを見出した。また、Wnt経路の標的遺伝子であるaxin2の発現も亢進することから、Wntシグナルも伸展刺激の影響を受ける可能性が示唆される。③神経外胚葉と表皮外胚葉での硬さの違いを生み出す原因を探るため、chd注入領域、非注入領域間で細胞形状に違いが出るかどうかを調べた結果、chd注入領域の細胞の面積が小さいことが明らかとなり、このことが神経外胚葉における組織の硬さを生み出していることが示唆された。ただ、当初は組織そのものの変形度合いに差が生じると考えていたが、現在のところそれを支持する結果は得られていない。④ヒトiPS細胞(201B7株)を用い、nogginとTGFβ阻害剤添加により神経板・神経堤・プラコードへの分化系を構築した。この系を用い、分化中期の細胞にチャンバーによる伸展刺激を加えたところ、興味深いことにプラコードマーカー遺伝子の発現が亢進することを見出した。一方Smad1のリン酸化については、両者で明確な差は見いだせていないが、観察の時期などの検討が更に必要であると考えている。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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