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器官形成の過程では細胞の増殖・分化は正確に制御されており、生み出された細胞が個々の形質に応じて適切な位置に配置されることで機能的な組織が形づくられる。本研究は、特に脊椎動物の中枢神経系に特徴的に見られる層構造に注目し、ニワトリ網膜をモデルシステムとして用いることで器官形成の諸過程がどのような分子メカニズムによって制御されているかを明らかにしようとしている。
我々はこれまでの研究で、分泌性のシグナル分子であるWntに、単一細胞に解離した網膜前駆細胞から正しい層構造を持った組織を再生させる活性があることを明らかにしてきた。Wntがどのようなメカニズムで層形成を誘導しているのか検討するために、再生初期での各種分化マーカーの発現を調べたところ、Wntの存在下で細胞の分化が顕著に抑制されていることが分かった。また、レトロウイルスを用いて網膜の組織に恒常的にWntを強制発現させたところ、未分化状態を保ったまま非常に大きな細胞シートを形成した。これらの結果から、Wntは未分化な幹細胞を維持することによって間接的に正しい組織を再生させていることが予想された。次に、Wntがどのようなメカニズムで細胞の分化を抑制しているのか、既存の分化抑制シグナルとの関連を調べることで詳細に検討した。その結果、WntはDelta-Notchを介した経路及び細胞周期の進行とは独立に、神経細胞への分化に必要なプロニューラル遺伝子と呼ばれる一群の転写因子の発現を抑制していることが明らかになった。現在、Wntシグナルがどのようにプロニューラル遺伝子の発現を抑制しているのかを検討している。
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