| 研究課題/領域番号 |
18K06268
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
小柴 和子 東洋大学, 生命科学部, 教授 (30467005)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ゼブラフィッシュ / 心臓流出路 / エラスチン |
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| 研究実績の概要 |
多くの脊椎動物とは異なり、ゼブラフィッシュなどの真骨魚類は動脈球と呼ばれる平滑筋からなる心臓流出路を有する。これまでの研究から真骨魚類の動脈球の獲得にはトロポエラスチン遺伝子の重複と、それによるエラスチンの新規機能の獲得が重要であることが分かっている。重複したトロポエラスチン遺伝子の一方のトロポエラスチンbは心臓流出路に特異的に発現し、その機能を阻害すると心臓流出路に異所的に心筋が分化してくる。このことから、心臓流出路に存在するエラスチンが心臓前駆細胞の分化運命を心筋から平滑筋へと制御していることが考えられた。ゼブラフィッシュ流出路にはエラスチンの重合に関与するltbpやファイブリンも発現しており、トロポエラスチンだけではなく、流出路にエラスチンを形成させるシステムが進化的に獲得されてきたことが予想される。当該年度は、動脈球形成に関与する因子を明らかにするために、エラスチン重合に関与するltbpファミリー、ファイブリンファミリー、フィブリリンファミリーに着目し、これらファミリー因子のうち、ゼブラフィッシュの心臓発生において流出路に発現するものを同定し、その発現パターンを詳細に観察した。その中で、トロポエラスチンｂと発現時期や発現領域が被るものについて、アンチセンスモルフォリノオリゴを合成し、ゼブラフィッシュの受精卵に顕微注入することにより、機能阻害実験を行い、心臓形成、特に流出路形成に与える影響について調べた。
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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
ltbp、ファイブリン、フィブリリンファミリー因子のうち、他の脊椎動物において循環器系に発現しているものに着目し、ゼブラフィッシュ遺伝子のクローニングと、in situハイブリダイゼーションによる発現解析を行った。その結果、動脈球形成時に流出路に発現するltbp因子、ファイブリン因子をいくつか見出すことができた。さらにそれぞれについて機能阻害実験を行ったところ、心臓流出路を含む心臓発生の異常が認められた。さらに、トロポエラスチンbと発現のタイミング、発現領域が良く似通っているファイブリン遺伝子の上流配列とトロポエラスチンｂ遺伝子の上流配列とを比較解析したところ、ともに共通の転写因子の結合配列を含んでいることが分かってきた。このことは、両者に共通の転写制御が働いていることを示唆し、動脈球の進化について新規の分子メカニズムを提唱できる可能性がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
ゼブラフィッシュの心臓発生において、心臓流出路に発現するltbp、ファイブリン、フィブリリンファミリー因子の解析を進める。今年度、機能阻害実験によって心臓発生に異常が生じた因子について、どのような原因で発生異常が生じたか、組織解析、心臓マーカー遺伝子の発現解析を行うことにより、明らかにしていく。また、トロポエラスチンとファイブリンに共通の転写制御機構が働いている可能性を検証するために、転写因子の結合配列を含む領域をルシフェラーゼベクターにクローニングし、ルシフェラーゼアッセイを行うことにより転写制御メカニズムについて調べる。さらに、その転写制御因子が動脈球の形成に関与するかどうか、機能阻害実験を行うことにより調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
発現様式が確認できた因子からアンチセンスモルフォリノオリゴを注文して機能阻害実験を実施している。今年度末に候補として見出された因子について、心臓発生における発現が詳細にわかってきたので、随時機能解析実験に移行していく予定である。
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