倍数体胚における発生分化抑制機構の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10460129
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 福田 勝洋 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (10012022)
• 研究分担者: 蛭薙 観順 名古屋大学, 博物館, 助教授 (00126898) ; 松田 洋一 北海道大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (70165835)
• キーワード: 4倍体 / マウス / 初期胚 / 細胞分裂抑制 / サイトカラシンB / 細胞融合

研究概要

哺乳類の初期胚は細胞分裂の抑制あるいは細胞融合により容易に倍数体胚(4倍体胚)となり発生を続けるが、個体として生まれることはない。In vitroで4倍体胚は生存することから、細胞としては生存可能で、分化過程で個体形成が阻害されると考えられる。形態形成異常の原因として4倍体細胞ではサイズが大きくなるため体積と表面積の比率が低下し、細胞周期が遅延することが推測されている。今までの研究で、培養下初期胚の微速度連続撮影により細胞分裂抑制による4倍体胚での細胞周期の遅延が確かめられた。また、細胞分裂抑制時の初期胚では、1細胞内に2核、3核あるいは4核となったり、核の大型化など、多様な核が生じ、まれには4細胞から2細胞への逆行現象も生じた。こうした核の解析には細胞分裂中期で止め展開した染色体を見る核型解析法があるが、細胞周期の分裂間期において形態の明らかな核で染色体の倍加を調べることはできないため、4倍体化したマウス初期胚で染色体倍加の確認にFISH法を適用し、初期胚でのFISH法の新たな利用法の開発を試みた。その結果、MHCクラスII領域由来で長さ約50kbのBACクローンを用いたダイレクトR-バンディングFISH法では、対照の2倍体胚の染色体上でシグナルとしてシングルドットが2個みられたのに対して4倍体胚の細胞でシングルドットが4個認められ、4倍体の確認方法としてFISH法の有用性が確かめられ、今後の利用に道を開いた。さらに、緑色蛍光を発するGFP遺伝子導入マウスから4倍体胚を作り、2倍体胚とのキメラとして、その後の発生を追ったところ、桑実胚、胚盤胞では、それぞれの細胞は集簇し、分布域も様々で特に定まっていないが、このキメラ胚を偽妊娠マスに移植し、発生途上で子宮内の胎盤と胎子を調べたところ、4倍体細胞の大部分は胎盤など胎子外組織となり、胎子になるのはごく僅かであることが明らかとなった。細胞分裂抑制あるいは細胞融合のいずれによる4倍体胚も発生異常が生じ死滅したが、サイトカラシンBなど化学物質の細胞分裂抑制により作出された4倍体では細胞周期が遅延するが、電気刺激による細胞融合により作出された4倍体では、キメラ胚での細胞数に差がないなど、細胞周期に関して異なった結果が得られ、細胞周期以外の発生分化の抑制機構が推測され、今後さらに詳細な検討が必要となった。

研究成果

• [文献書誌] 井上直子, 木屋昭憲, 真鍋昇, 宮本元, 福田勝洋: "サイトカラシンB処理によるマウス4倍体化初期胚における細胞周期の変動"日本胚移植学雑誌. 23. 44-51 (2001)
• [文献書誌] Matsumoto, K.., Matsumoto, S., Fukuta, K., Ooshima, Y.: "Cardiovasucular malformations associated with maternal hypoxia due to methemoglobinemia in aniline hydrochloride-treated rats"Congenital Anomalies. 41. 118-123 (2001)
• [文献書誌] Matsumoto, K.., Matsumoto, S., Fukuta, K., Ooshima, Y.: "Induction of cleft palate in aniline hydrochloride-treated rats : Possible effect of maternal methemoglobinemic hypoxia"Congenital Anomalies. 41. 112-117 (2001)