| 研究実績の概要 |
脊椎動物は陸上進出に伴い、高濃度の酸素環境という環境ストレスに直面することになった。研究代表者らは、これまでに羊膜類の肢芽の指間領域では、酸化ストレスによって、細胞死が誘起される可能性を示唆する結果を得ていた。そこで、本研究では、脊椎動物が陸上に進出し、高濃度の酸素に曝されたことで、四肢のプログラム細胞死という新しい形態形成システムが獲得されたとする形態進化のモデルを検証し、その獲得プロセスを明らかとすることを目的に研究を行った。
この目的で我々は、（１）ニワトリ胚の肢芽における細胞死と ROS、血管、及び DNA ダメージの比較、（２）アフリカツメガエル幼生の肢芽における細胞死と ROS、血管、及び DNA ダメージの比較、（３）アフリカツメガエル幼生の肢芽における細胞死経路関連遺伝子の発現解析、（４）ニワトリ胚の肢芽における ROS の機能解析、（５）低酸素濃度環境がニワトリ胚の肢芽の細胞死に与える影響の検証、（６）アフリカツメガエル幼生の肢芽の血管網の人為的高密度化がプログラム細胞死に与える影響の検証、および（７）幼生が水棲、および陸棲の各種両生類の肢芽における細胞死と ROS、及び、血管網の比較を行った。
その結果、両生類においても指間細胞死を引き起こす分子基盤は備わっていること、さらに指間細胞死は幼生期の特定の時期における環境中の酸素濃度（水棲か陸棲か）と指間の血管密度が重要であることが明らかとなった。本研究の成果は、環境変化が羊膜類の四肢形成過程では必須となる新奇発生システムの獲得を促すことを示唆するものとなった (Cordeiro et al., 2019 Dev Cell)。
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