胚血球および血管内皮細胞の分化制御機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680802
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 前野 貢 新潟大学, 理学部, 助教授 (10190315)
• キーワード: 両生類 / 胚血球 / 血管内皮細胞 / BMP-4 / FGF / オーガナイザー / 誘導 / 分化

研究概要

本研究課題では、両生類Xenopus laevisを用いて、第一に、胚における原始赤血球の分化を制御している誘導因子の性状解析、第二に血球と血管内皮細胞の分化が互いに関連しあっているのかどうかの検証をおこなった。昨年度は主に外胚葉に由来する血球分化誘導活性についてその性状を解析した、続いて今年度は血管内皮細胞の分化マー力ーtie-2の発現を指標に、血管内皮細胞と血球の分化をそれぞれ制御している因子を探索し、その性状を解析した。まず、BMP(骨形成蛋白質)シグナルが両系列細胞への分化にどのように働くかを調べた。BMP-4を過剰発現させた外植体においては、赤血球の分化が誘導されるのみならず血管内皮細胞の分化も促進された。また逆に内在性のBMPシグナルを阻害された外植体では血球、血管内皮両系列の細胞分化が阻害された。BMPシグナルが血管内皮細胞の分化に重要な意義をもつことは脊椎勲物で初めて示されえ知見である。一方、BMPシグナルのみでは血球と血管内皮細胞がどのように分岐してくるかを説明することができず、それ以外の何らかの因子の関与が示唆された。これを明らかにする目的でwnt、FGF、notchなどいくつかの分子の関与を検討した結果、FGF(繊維芽細胞増殖因子)がこれら2つの系列細胞の分化にかかわづていることを発見した。bFGF RNAを割球に顕微注入し、腹側帯域外植片での血球・血管内皮細胞の発現を調べると、赤血球の分化マーカーα-globinの発現はほとんど消失し、一方tie-2の発現は増加した。またドミナントネガティブ変異受容体XFD RNAを割球に顕微注入することにより内在性のFGFシグナルを阻害すると、α-globinの発現領域は広がり、tie-2の発現領域は顕著に縮小した。以上より発生過程における血球、血管内皮細胞の分化は互いに密接にゆかわり合っており、それらの分化は特定の分子によりて統合的に制御されていることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Kikkawa, M., Yamazaki, Izutsu, Y., Maeno M.: "Two-step induction of primitive erythrocytes in Xenopus laevis embryos : signals from the vegetal endoderm and the overlying ectoderm"Int. J. Dev. Biol.. 45(2). 387-396 (2001)
• [文献書誌] Izutsu, Y., Yochinai S., Maeno, M., Iwabuchi, K., Onoe, K.: "Larval antigen molecules recognized by adult immune cells of inbred Xenopus laevis ; partial characterization and implication in metamorphosis"Develop. Growth Differ.. 44(6). 477-488 (2002)
• [文献書誌] Iraha, F., Saito, Y., Yoshida, K., Kawakami, M., Izutsu, Y., Daar.I.O., Maeno, M.: "Common and distinct signals specify the distribution of blood and vascular cell lineages in Xenopus laevis embryos"Develop. Growth Differ.. 44(5). 395-408 (2002)
• [文献書誌] Watanabe, M., Ohshima, M., Morohashi, M., Maeno, M., Izutsu.Y.: "Ontogenic emergence and localization of larval skin antigen molecule recognized by adult T cells of Xenopus laevis : its regulation by thyroid hormone during metamorphosis"Develop. Growth Differ.. 45(1). 77-84 (2003)
• [文献書誌] Izutsu Y., Maeno, M.: "Analyses of immune Responses to Ontogeny-Specific Antigens using Inbred Strain of Xenopus laevis (J strain). In "developmental Regulation of Hematopoiesis : Methods and Practical Approaches""Humana Press Inc.(in press). (2003)