脊椎動物のボディープランの分子的基盤

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09275102
• 研究種目: 重点領域研究
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅島 誠 東京大学, 大学院・総合分化研究科, 教授 (00090564)
• 研究分担者: 岡野 栄之 大阪大学, 医学部, 教授 (60160694) ; 野地 澄晴 徳島大学, 工学部, 教授 (40156211) ; 井出 宏之 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70022704) ; 西川 伸一 京都大学, 大学院・医学研究科, 教授 (60127115) ; 上野 直人 基礎生物学研究所, 発生生物学研究系, 教授 (40221105)
• キーワード: TGF-β / アクチビン / BMP / フォリスタチン / FGF10 / 血液分化 / 肢芽形成 / Ras / MAPシグナル

研究概要

動物の形態形成での最初の分子シグナルであるアクチビンの卵内へのとりこみと細胞分化との関係が明らかにされた。また、アニマルキャップアッセイ法を用いて、血球、筋肉、脊索の他に、心臓、肝臓、中枢神経などの形成も可能となってきた。それらの器官形成に関与するいくつかの新規の遺伝子がクローニングされ、解析された。
また、follistatinがBMP結合蛋白質である可能性について検討した。その結果、follistatinはBMPによる腹側化、神経分化抑制などすべての作用を阻害した。
ES細胞から中胚葉、血管血液への分化をembryoid bodyやfeeder cellに依存することなく再現する実験系を完成させ、血液、血管までの分化で通過する中間段階の細胞を同定し、生きたままソ-トする細胞表面マーカーを確立し、これらを用いたprogressive lineage analysisの結果、血管内皮の分化が血液への分化より先行して起こる新しいモデルを提唱された。
一方、FGFによる四肢誘導の研究において、FGF10は四肢の形成領域に発現し、しかも過剰肢を誘導することからFGF10は内在性の肢誘導因子であることを見出した。
更にニワトリ胚肢形成因子、特に背腹組織間の相互作用を実験的に明らかにし、腹側で発現する遺伝子En-1を過剰発現させた外胚葉細胞の移植により、過剰指を形成させた。そして、体側部にAERを形成させるシグナル分子として、KGF(角化細胞増殖因子)の作用を見いだした。
ショウジョウバエArgosはEGFモチーフを有する分泌性の蛋白質で、Ras/MAPKシグナルを抑制して細胞分化を制御する。Argosの機能欠損変異体においては、眼原基における細胞死の抑制が起こり、一方過剰発現では細胞死を誘導する。この細胞死の誘導機構を詳細に解析した結果、Argosによる細胞死はP35蛋白質の共発現によって抑制されるためと考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Hatada,S., et al.: "A novel gene encoding a ferredoxin reductase-ralated protein expressed in the neuroetderm in Xenopus neurula." Gene. 194/2. 297-299 (1997)
• [文献書誌] Tonegawa,A., et al.: "Mesodermal subdivision along the meidiolateral axis inchicken controlled by different concetrations BMP-4." Development. 124. 1975-1984 (1997)
• [文献書誌] Takakura,N., et al.: "PDGFRa expression during mouse embryogenesis:Immunolocalization analyzed by whole mount immunostaining using the monoclonal anti-mouse-PDGFRa antibody APA5." J.Hist.Chem.Cytochem.45. 883-892 (1997)
• [文献書誌] Tamura,K., et al.: "Retinoic acid changes the proximodistal developmental competence and affinity of distal cells in the developing chick limp bud." Developmental Biology. 188. 224-234 (1997)
• [文献書誌] Ohuchi,H., et al.: "The mesenchymal factor,FGF10,initiates and maintains the outgrowth of thechick limb bud through interaction with FGF8,an apical ectodermal factor" Development. 124(11). 2235-2244 (1997)
• [文献書誌] Okabe,M., et al.: "Two-step induction of chordotonal organ precursors in Drosophila embryogenesis." Development. 124. 1045-1053 (1997)
• [文献書誌] M.Asashima et al.: "Taniguchi Symposium on Decvelopmental Biology IX" SEIKO Inc.ed.by T.S.Okada, 101 (1997)
• [文献書誌] Okano,H.et al.: "The regulatory mechanisms of neural development:roles of cell-autonomous and non cell-autonomous cues on cell fate decisions" Frontiews of Neural Development Springer-Verlag, 168 (1997)