脳神経系における領域特異化の分子機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01J60017
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 小林 大介 熊本大学, 発生医学研究センター, 助手
• キーワード: 細胞外シグナル分子 / 転写制御因子 / 終脳

研究概要

脊椎動物の中枢神経系は、各領域ごとに形態的、機能的に特異化した極めて多様なニューロン、グリアなどの細胞によって構成されている。記憶や学習といった高次機能は、この多様な細胞が厳密な遺伝プログラムに基づいて発生することをその基盤としている。近年、発生期において脳細胞の多様性が生み出される過程に関与する多数の遺伝子が同定されつつあるが、その作用機序の詳細については不明である。
1.強制発現実験の結果、ホメオドメイン型転写制御因子Six3が大脳領域の規定に関与することが明らかとなった。そこで、Six3の発現制御をニワトリ胚を用いた移植実験と強制発現実験により検討した。その結果ヘンゼン結節、脊索前板、頭部中胚葉と呼ばれる組織がSix3の発現を制御していることがわかった。さらに、Six3の発現制御は細胞外シグナル分子であるWntにより行われていることを明らかにした。
2.終脳は、様々な領域により構成されている。分子マーカーの解析と、組織構築の注意深い観察を行い、Wnt過剰発現胚では終脳の特定の構造が失われていることを明らかにした。また、ニワトリ胚を用い様々な細胞外シグナル分子の強制発現をつた。分子マーカーの解析と組織構築の変化を観察することにより、終脳の領域特異化に用いられるシステムの、並列性と階層性が明らかになってきた。
3.以上の結果の一部を論文にまとめた。
これらの知見は、多様な神経細胞の個性獲得の過程を遺伝子レベルで明らかにすることにつながると考えている。

研究成果

• [文献書誌] Oleg V.Lagutin, Changqi C.Zhu, Daisuke Kobayashi, Jacek Topczewski, Kenji Shimamura, Luis Puelles, Helen R.C.Russell, Peter J.McKinnon, Lilianna Solnica-Krezel, Guillermo Oliver: "Six3 repression of Wnt signaling in the anterior neuroectoderm is essential for vertebrate forebrain development"Genes and Development. 17(3). 368-379 (2003)