| 研究課題/領域番号 |
18J21880
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
太田 考陽 静岡大学, 自然科学系教育部, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| キーワード | 肝臓 / 形態進化 / 進化発生学 / Evo-Devo / 陸上進出 / 肝障害 / 平滑筋 / 肝再生 |
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| 研究実績の概要 |
肝臓は脊椎動物の系統進化の中で様々な形態進化が起きている。本研究では、肝臓の形態進化に伴った構造の違いが生む機能差や、その形態の違いを生む分子機構を解明し、脊椎動物における肝臓の機能・形態の進化機序の理解を目指す。
今回新たに「肝臓内に発達する平滑筋組織の分布」に関して脊椎動物内で進化が起きている可能性を見出し、脊椎動物80種で平滑筋の発達を比較解析した。その結果、原始的な脊椎動物である軟骨魚類、そして条鰭類、ハイギョ類では平滑筋組織は胆管に発達し、門脈では発達していなかった。その一方で、陸上四肢動物のほとんどでは、胆管周囲に平滑筋組織の発達は認められず、代わりに平滑筋組織は門脈周囲に分布していた。これらの結果から、平滑筋組織の発達部位の進化は、胆管配向の進化とは独立した陸上四肢動物固有のイベントで起きていると予想され、この形態進化は脊椎動物の陸上進出と関わっている可能性を考えた。これらの内容に関しては論文の執筆を行い投稿した。なお、この内容は日本進化学会 第21回大会において学会発表を行い、最優秀ポスター発表賞を授与された。
加えて、これまで明らかにしてきた胆管配向と平滑筋発達部位の二つの形質の進化について、哺乳類の障害肝臓との比較を行った。その結果、再生中の哺乳類の障害肝臓で特殊に見られる様々な形質が、真骨魚類で見られる形質と類似していた。真骨魚類の肝臓の進化には哺乳類の肝臓の再生メカニズムと一部リンクしている可能性があり、今後真骨魚類の肝臓における研究は、我々ヒトの肝臓の再生医療や疾患治療などの研究にも応用できるのではないかと考えられた。これらの成果は国際会議であるCSHA meeting Liver, Biology, Diseases & Cancerにて学会発表を行い、CSHA-Fellowship Awardを授与された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、これまで行ってきた肝臓内の胆管配向の進化の研究と並行して、肝臓内の平滑筋組織の発達分布の進化の研究を十分に進めることができた。脊椎動物を幅広く解析するための解剖およびサンプリングから、比較解析まで一通りを完了し、論文執筆、投稿まで完了した。
その一方で、真骨魚類特異的な胆管配向を生み出す分子メカニズムの解明に向けて、胆管誘導因子jag1の発現パターンを変化させた可能性がある非コード保存領域(CNE)の候補に関してデーターベースを用いて解析し、真骨魚類でのみ欠失しているCNEを発見したが、結合する可能性がある転写因子は肝臓では発現しない他の臓器特異的な転写因子であることが分かり、肝臓進化には直接かかわらない領域であると予想された。そのため、現在も肝臓の進化に関わると考えられる新規のCNEの候補の探索を行っている。そのため、ゲノム編集を用いたCNE領域の変異個体を作成するCNE領域の機能解析は次年度に行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、令和元年度に引き続き胆管発生様式の進化メカニズムの解明を目的に、脊椎動物の各群の代表種、軟骨魚類イヌザメ、下位条鰭類チョウザメ、真骨魚類ニホンウナギ、ゼブラフィッシュ、両生類アフリカツメガエル、鳥類ニワトリ、哺乳類マウスにおいて比較発生学的な解析を進める。各種において胆管発生期のサンプリングを行い、in situ hybridization法により、哺乳類の肝発生に重要な遺伝子（jag1など）に関して遺伝子発現解析を行っていく。またゼブラフィッシュに関しては、Jag1オーソログを欠失させたミュータント個体を解析し、哺乳類での胆管誘導因子Jag1が真骨魚類特有の肝臓構築への進化に関わっているかについても解析していく。並行して進めているjag1の分子進化に関しては、最終的なデータの整理などを行い学術論文への掲載を目指して執筆を進めていく。
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