視蓋の誘導・位置特異性決定の分子機構

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10220201
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 仲村 春和 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90079690)
• 研究分担者: 渡邉 裕二 東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (80301042) ; 荒木 功人 東北大学, 加齢医学研究所, 助手 (90281998)
• キーワード: 視蓋 / 誘導 / pcx-s / Otx・2 / Gbx2

研究概要

本年度は視蓋のコンパートメントの形成に関する研究を行った。中脳後脳境界部(峡部)で発現しているPax-5を強制発現プラスミドに組み込みin ovoエレクトロポレーションで中脳胞から間脳胞にかけて異所的に発現させたところ、間脳後ろが視蓋として分化した。下流遺伝子に対する影響をみると、Pax-5が異所的に発現したところでFgf8,En2,Wnt1等の視蓋の形成に関係のあるとされている分子の発現が誘導された。特に視蓋の誘導作用があることが示されているFgf8はpax-5の発現を誘導したので、Pax-5とFgf-8はお互いにその発現をフィードバック的に誘導しあって視蓋の誘導に働くと考えられた。
Otx2とGbx2は発生のかなり早い段階から発現しており、10体節期頃にはOtx2は峡部よりも頭方にGbx2は尾方に発現している。Otx2を後脳部で発現させると、後脳部でのGbx2の発現が抑えられFgf8の発現を誘導し、後脳部に異所的に視蓋を分化させた。Gbx2を中脳部で異所的に発現させるとOtx2の発現は抑えられ、視蓋の後端が前によっていた。中脳部で異所的なGbx2の発現部位にはFgf8の発現が誘導されていた。
これらのことを総合して視蓋発生を考えると、Otx2とGbx2の発現境界にFgf8の発現が誘導され、ここでFgf8はpax-5とフィードバックループを作ってオーガナイザーとして働き、Fgf8の作用によりEnを発現している中脳部は視蓋に、Enを発現していない後脳部は小脳に分化すると思われる。

研究成果

• [文献書誌] S.Sugiyama,J.Funakoshi,J.Kishiwaki,H.Nakamura: "Cross regulation between En-2 and Wnt-1 in the chick tectol development" Level.Growth Differ.40. 157-166 (1998)
• [文献書誌] J.Funakoshi,T.Okafuji,H.Ohuchi,S.Noji,H.Tanaka H.Nakamura: "Role of Pcx-5 in the regulation of a mid-hindbreln orgonizer's activity" Level.Growth.Differ. 41(11. 59-72 (1999)
• [文献書誌] K.Sakamoto,H.Nakamura,M.Takagi,S.Takeda,K.Katsube: "Ectopic Expression of lunatic fringe leads to down-regulation of Serrate-1 in the developing chick neural-tube-analysis using in ovo electroporation transfection Technigue" FEBS Let.426. 337-341 (1998)
• [文献書誌] M.Tanaka,Y.Shigetani,S.Sugiyama,K.Tamura,H.Nakamura,H.Ide: "Apical ectodermel ridge induction by transplantation of En-1 overexpressing ectoderm in chick limbbnd" Level.Gowth.Differ. 40. 423-429 (1998)
• [文献書誌] 仲村春和(石川春律他編): "標準細部生物学" 医学書院, 361 (1999)
• [文献書誌] Larsen(仲村春和他訳): "ラーセン「最新人体発生学」第2版" 西村書店, 504 (1999)