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脊椎動物の中枢神経系には明確な背腹軸が認められる。本研究では神経管の最も腹側にあるフロアプレート(FP)細胞の誘導機構や終脳の背腹軸形成におけるFGFの役割を、突然変異の利用と胚操作が容易な小型魚類ゼブラフィシュを用いて解析した。
1.ゼブラフィシュ突然変異体 one-eyed pinhead(oep)(-/-)胚では神経管腹側構造がFPを含め体軸全体にわたって欠損している。本研究では、野生型及びoep(-/-)のオーガナイザー(胚盾)の移植によって二次軸を誘導し、二次軸におけるFPの有無と移植されたドナー細胞の分布を観察することで、FP形成過程の素仮定をとらえることを試みた。その結果、oep遺伝子は、誘導シグナルを受けてFPに分化する細胞において必要であることや、神経管細胞がFP前駆細胞に対しFPへの分化を抑制する新しい相互作用が見つかった。
2.近年マウスなどでは、神経領域最前部で発現するFGFが終脳としての領域特異性の成立に重要であることが示された。我々は、ゼブラフィシュ胚においてFgfシグナルの伝達に必須なRas/MAPKカスケードが前脳最先端部で活性化されていることを燐酸化ERKに対する抗体染色を用いて明らかにした。この領域は将来の終脳腹側を形成する領域であり、fgf3とFgf8を発現している。次に、ドミナントネガティブ型に改変されたRasの過剰発現を行った結果、前脳腹側のマーカー、dlxの発現が抑制された。この表現型は、FGF受容体の特異的阻害剤(SU5402)の局所的投与によっても得られた。以上の結果は、Rasを介したFgfシグナルが終脳の腹側領域の形成に関与していることが示された。
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