領域特異的な神経細胞分化および軸索誘導に対するPax6遺伝子の役割

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10220209
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大隅 典子 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00220343)
• キーワード: 神経発生 / Pax6 / 終脳分節 / 大脳新皮質 / 線条体 / 細胞接着 / カドヘリン / 境界形成

研究概要

脊椎動物の脳形成けまず外胚葉に神経上皮が誘導され、その後背側で癒合して神経管が形成されるとともに、前後軸に沿ったいくつかの領域に分かれることによりなされる。近年、多数の形態形成遺伝子やシグナル分子が発生途中の脳の領域特異的に発現することが報告されており、脳の領域化はその後の領域特異的な神経細胞の分化やネットワーク形成の基本単位として極めて重要な役割を果たしていると推定される。ショウジョウバエの形態形成遺伝子であるpairedのホモログの一つとして同定されたPax6遺伝子は転写因子をコードし、発生中の前脳や菱脳・脊髄で領域特異的に発現する。本研究では実験発生学的手法と分子形態学的手法を駆使することにより、脳分節形成の細胞系譜的解析および脳のパターニングにおけるPax6の役割について解析することを目的としている。
本年度は以下のような研究成果が得られた。
1)マウス胚全胚培養下で神経上皮細胞の標識と追跡を行うことにより、終脳分節形成様式を細胞レベルで解析した。これによって大脳皮質/線条体境界が形成される時期が明らかになった。
2)大脳皮質/線条体境界形成過程においてcadherin6およびRcadherinが排他的な発現をしていることが分かった。
3)全胚培養系と電気穿孔法による遺伝子導入系を用いて、大脳皮質/線条体境界形成過程においてcadherin6およびRcadherinの排他的な発現が重要であることを証明した。
4)Pax6が発現している大脳新皮質での神経細胞の分化異常について、変異ラット胚で各種分子マーカーの発現様式を調べることにより検索し、ホメオドメイン転写因子群の発現様式が変化していることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Ishii,Y.,Nakamura,S.and Osumi,N.: "Demarcation of early mammalian cortical development by differential expression of fringe genes."Developmetal Brain Ressarch. 119. 307-320 (2000)
• [文献書誌] Inoue,T.,Nakamura,S.and Osumi,N.: "Fate mapping of the mouse prosencephalic neural plate."Developmental Biology. 219. 373-383 (2000)
• [文献書誌] Tomioka,N.,Osumi,N., et al.: "Neocortical origin and tangenitial migration of guidepost neurons In the lateral olfactory tract."Journal of Neuroscience. 20. 5802-5812 (2000)
• [文献書誌] Suzuki.R.,Shintani.T.,Sakuta,H.,Kato,A,Ohkawara,T.,Osumi,N.,. et al.: "Identification of RALDH-3, a novel retinaldehyde dehydrogenase, expressed in the ventral region of the retina."Mechanisms of Development. 98. 37-50 (2000)
• [文献書誌] Nagase,T.,Shimoda,Y.,Sansi,Y.,Nakamura,S.,Harii,K.,Osumi,N.: "Differential Expression of Two Glucuronyltransferases Synthesizing HNK-1 carbohydrate epitope in the sublineages of the rat myogenic progenitors."Mechanisms of Development. 98. 145-149 (2000)
• [文献書誌] Inoue,T.,Tanaka,T.,Takeichi,M.,Chisaka,O.,Nakamura,S.,Osumi,N.: "The role of cadherins in maintaining the compartment boundary between the cortex and striatum during development."Development. 128. 561-569 (2000)