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両生類の付属器官（四肢や尾部）の再生過程において、傷表皮およびそれが肥厚した組織である頂端部上皮キャップ(AEC)は重要なシグナルセンターとして働くが、その分子的背景は明らかになっていない。本研究では、AECから放出される分泌性シグナル因子(AEC因子)を網羅的に同定し、その発現および機能を明らかにすることを目標とした。我々が作成したes1:egfpトランスジェニックアフリカツメガエルは、幼生尾部再生過程のAECでEGFPを選択的に発現するので、これを利用してAEC細胞を単離し、トランスクリプトーム解析をおこない、その結果をもとに以下のように研究を進めた。
1)トランスクリプトーム解析の結果、約30のAEC因子遺伝子候補を同定した。さらに、発現解析の結果、そのうち7個が再生尾部AECで比較的強く発現することがわかった。
2) 再生肢芽における発現解析をおこなったところ、上記遺伝子のうち5個は尾部と肢芽のAECで共通して発現するが、2個は尾部AEC特異的であった。一方、AEC因子として過去に報告されているFGF8は、アフリカツメガエルでは肢芽特異的であった。
3) CRISPR/Cas9法を用いて上記候補遺伝子への変異誘導を試みたところ、tgfβ1の変異個体では、尾部が再生しないことがわかったが、他の候補遺伝子については再生異常が見られなかった。
4)TGFβ1の受容体遺伝子と予想されるtgfβr2についても変異誘導を行なったところ、tgfβ1の変異体と同様な再生異常がより高い頻度で出現した。
以上の研究から、再生尾部AECは複数の分泌シグナル因子を産生するが、再生肢芽AECとは因子の組成が異なること、TGFβ1/TGFβR2を介したシグナル伝達が再生に必須であることが明らかになった。
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