脊椎動物頭部形態形成の遺伝発生学的解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08102009
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 相沢 慎一 熊本大学, 医学部, 教授 (60073011)
• 研究分担者: 植木 龍也 熊本大学, 医学部, 助手 (10274705) ; 松尾 勲 熊本大学, 医学部, 助手 (10264285)
• キーワード: 0tx / Emx / 頭部形態形成 / ヘッドオ-ガナイザー / 脳の部域化 / シスエレメント / ヤツメウナギ / 中脳神経堤細胞

研究概要

前年度迄に0tx2遺伝子はヘッドオ-ガナイザー因子として働き、頭部形成に必須の役割をはたすこと、引き続く咽頭胚期中脳及び間脳の形成に0tx1遺伝子とともに働いていることを変異マウスの作成・解析により明らかにした。しかし、ヘッドオ-ガナイザーの形成及び頭部の進化・形成に重要な役割を果たす中脳神経堤細胞の形成に関わる分子機序は全く明らかにされていない。そこで本年度は
1)0tx2遺伝子のヘッドオ-ガナイザーでの発現を規定するシスエレメントの同定を試みた。lacZ遺伝子をレポーター遺伝子としてトランスジェニックマウス胚を作成し、マウス0tx2遺伝子の前方原始内胚葉及び前方内胚葉での発現を担うゲノム中のシス配列を見いだした。
2)0tx2遺伝子の中脳神経堤細胞での発現を担う塩基配列を同定した。1)と同様の方法でマウスとフグのゲノムでシスエレメントを探索し、ホメオドメインタンパク質のコンセンサス結合配列と保存された未知塩基配列の2種類が発現調節に関与していることを明らかにした。
3)0tx1と0tx2遺伝子が中脳領域の形成に必須の働きをしていることを明らかにした。
0tx2/0tx1ダブル変異マウスを作成・解析し、両遺伝子が、FGF8の発現領域を後方へ限局させ、中脳領域形成に働いていることを明らかにした。さらに、両遺伝子の機能的な差違を明確にするため、0tx2遺伝子の代わりに0tx1遺伝子をノックインしたマウスを作成し、解析を進めた。
4)Emx2/Emx1ダブル変異マウスを作成・解析し、両遺伝子は終脳背側部で大脳半球と天井板の境界決定に必須であることを明らかにした。Emx1,Emx2遺伝子の神経細胞の分化過程での役割については更に詳細に解析中である。
5)ヤツメウナギと高等脊椎動物との頭部形成機構の相違点から、頭部と体幹の発生機構について考察した。ヤツメウナギで0tx、Emx、Hox等頭部形成に働くと想定される遺伝子を同定し、その発現解析を行った。また、レチノイン酸処理による頭部形成異常を解析した。
その他の事項についても、概ね順調に研究を進行させることが出来た。

研究成果

• [文献書誌] Yoshida, M et al.: "Emx1 and Emx2 functions in development of dorsal telencephalon." Development. 124. 101-111 (1997)
• [文献書誌] Kuratani, S. et al.: "Peripheral Development of Cranial Nerves in a Cyclostme, Lampetra japonica:Morphological destribution of nerve branches and the bertebrate body plan." J.Comparative Neurology. 384. 483-500 (1997)
• [文献書誌] Kuratani, S.et al.: "Developmental Patterning and Evolution of the Mammalian Viscerocranium:Genetic insights into comparative morphology." Dev.Dyn.209. 139-155 (1997)
• [文献書誌] Oda, H.et al.: "Loss of p53 is an Early Event in Induction of Brain Tumors in Mice by Transplacental Carcinogen Exposure." Cancer Res.57. 646-650 (1997)
• [文献書誌] Miyamoto, N.et al.: "Defects of urogenital development in mice lacking Emx2." Development. 124. 1653-1664 (1997)
• [文献書誌] kano, A.et al.: "Analysis of IFN-γinduced cell cycle arrest and cell death in hepatocytes." J.Biochem.121. 677-683 (1997)
• [文献書誌] Sakai, R.et al.: "Characterization of the kinase activity essential for tyrosine phosphorylation of p130cas in fibroblasts." Oncogene. 14. 1419-1426 (1997)
• [文献書誌] Ilic, D.et al.: "Skin abnormality in aged fyn-/-fak+/-mice." Carcinogenesis. 18. 1473-1476 (1997)
• [文献書誌] Nakamoto, T.et al.: "Requirements for Localization of p130cas to Focal Adhesions." Mol.Cell Biol.17. 3884-3897 (1997)
• [文献書誌] Kimura, C.et al.: "Cis-acting elements conserved between mouse and pufferfish 0tx2 genes govern the expression in mesencephalic neural crest cells." Development. 124. 3929-3941 (1997)
• [文献書誌] Nitta, M.et al.: "Heat shock induces trancient p53-dependent cell cycle arrest at G1/S." Oncogene. 14. 561-568 (1997)
• [文献書誌] Suda, Y.et al.: "Cooperation between 0tx1 and 0tx2 genes in developmental patterning of rostral brain." Mechanisms of Development. 69. 125-141 (1997)
• [文献書誌] Yasue, T.et al.: "A critical role of Lyn and Fyn for B cell responses to CD38 ligation and interleukin 5." Proc.Natl.Acad.Sci.94. 10307-10312 (1997)
• [文献書誌] Hanazono, M.et al.: "Establishment of Uterine Cell Lines from p53-Deficient Mice." In Vitro Cell Dev.Biol.33. 668-671 (1997)
• [文献書誌] Takahashi, T.et al.: "Suppression of Autoimmune Disease and of Massive Lymphadenopathy in MRL/Mp-Ipr/Ipr Mice Lacking Tyrosine Kinase Fyn (p59 fyn.)." The Journal of Immunology. 159. 2532-2541 (1997)
• [文献書誌] Kuratani, S.et al.: "Rostral truncation of a cyclostome, Lampetra japonica, induced by all-trans retinoic acid defines the head/trunk interface of the vertebrate body." Dev.Dyn.211. 35-51 (1997)
• [文献書誌] Oyanagi, M.et al.: "Mouse homeobox-containing gene 0tx2, maps to mouse Chromosome14." Mammalian Genome. 8. 292-293 (1997)
• [文献書誌] 相沢 慎一: "頭部形態形成の分子的基礎:細胞工学" 秀 潤 社, 10 (1997)