頭部形態形成異常を呈するミュータントラットの解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457475
• 研究機関: 国立精神・神経センター
• 研究代表者: 大隅 典子 国立精神・神経センター, 神経研究所疾病研究第七部, 室長 (00220343)
• 研究分担者: 江藤 一洋 東京医科歯科大学, 歯学部, 教授 (30014161)
• キーワード: Pax-6遺伝子 / 変異ラット / 中脳 / 神経堤細胞 / 細胞移動 / 頭蓋奇形 / Lewis X糖鎖 / フコース転移酵素

研究概要

脊椎動物の頭部形成は、神経管形成、頭部神経堤細胞の遊走と分化、脳・脳神経・感覚器の発生などを含む複雑な過程である。ヒトにおいてこのような過程になんらかの異常が生じると、例えば外脳症、口唇口蓋裂、小顎症、歯牙の形成不全といったさまざまな奇形となって現れる。本研究では、頭顔面奇形を有するミュータントラット(内田ラット)を実験材料とし、哺乳類頭顔面・脳・脳神経の発症機序を解明するために、形態学的・実験発生学的・分子細胞生物学的アプローチにより、多角的な解析うことを主たる目的とする。昨年度までに1)内田ラットホモ胎児の頭蓋奇形に中脳神経堤細胞の遊走異常がかかわること、2)中脳神経堤細胞の移動経路である前頭鼻隆起上皮に正常胚ではLewisXという糖鎖が発現しているのに対し、内田ラットホモ胚ではLewisXが発現しておらず、逆にHNK-1エピトープが発現していること、3)ホモ胚ではLewisX糖鎖の合成に関わるフコース転移酵素の活性が低いことを明らかにした。本年度はこのLewisX合成に関わるフコース転移酵素遺伝子の同定を試みた。insitu hybridization法による解析からホモ胚では新規フコース転移酵素遺伝子であるFucTIX遺伝子の発現が低下していることが分かった。内田ラットはPax6という転写因子をコードする遺伝子に突然変異を有することが知られており、Pax6遺伝子は中脳神経堤細胞の移動経路である前頭鼻隆起上皮で発現している。したがって、Pax6遺伝子はLewisX合成に関わるFucTIX遺伝子の発現を制御することにより、中脳神経堤細胞の移動に重要な働きをしていることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Imai,H.,Osumi,N.,and Eto,K.: "Contribution of foregut endoderm to tooth initiation of mandibular incisor in rat embryos." Eur.J.Oral Sci.106. 19-23 (1998)
• [文献書誌] Kurisaki T,Masuda A,Osumi N,et al.: "Spatially-and temporally-restricted expression of meltrin alpha(ADAM12)and beta(ADAM19)in mouse embryo." Mech Dev. 73. 211-215 (1998)
• [文献書誌] 大隅典子: "ホメオボックス遺伝子による脳のパターニング" 遺伝子医学. 16. 524-528 (1998)
• [文献書誌] Torii,M.,Matsuzaki,F.,Osumi,N,et al.: "Transcription factors Mash-1 and Prox-1 delineate early steps in differentiation of neural stem cells in the developing central nervous system." Development. 126. 443-456 (1999)
• [文献書誌] Kawano,H.,Fukuda,T.,Kubo,K.,Horie,M.,Takeuchi,K.,Osumi,N.,et al.: "Pax6 is required for the thalamocortical pathway formation in fetal rats." J.Comp.Neurol.(in press).
• [文献書誌] 井上高良、大隅典子: "無敵のバイオテクニカルシリーズ特別編「脳・神経研究の進め方」第3章 5)中枢神経系の形態形成〜哺乳類全胚培養系を用いた研究例" 羊土社 真鍋俊也、森 寿、片山正寛編集, 109-113 (1998)
• [文献書誌] Osumi,N.and Nakafuku,M.: "Pax-6 is involved in specification of ventral cell types in the hindbrain.In Neural Development:Keio Univ.Symposia for Life Science and Medicine:Vol.2" Springer-Verlag Tokyo,K.Uyemura,K.Kawamura,T.Yazaki(Eds), 117-124 (1998)