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2020 年度 実施状況報告書

脊椎動物における肝臓構築の多様性とその分子基盤に関する比較分子形態学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06737
研究機関静岡大学

研究代表者

塩尻 信義  静岡大学, 理学部, 教授 (70162568)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード形態進化 / 平滑筋アクチン / 肝臓構築 / 肝内胆管 / zonation
研究実績の概要

脊椎動物の肝臓構築には、肝内胆管の走行が門脈に沿う”並走型”と、門脈とは独立の”独立型”がある。無顎類で並走型が出現、これは四足類に続く一方、条鰭類の進化では並走型から独立型に移行する。肝内胆管周囲のα-平滑筋アクチン(Acta2)の発現がこの形態進化に関係するという予備データを先に得ていたが、脊椎動物各種でその発現を免疫組織学的に検証したところ、胆管走行と平滑筋の発達は必ずしもカップルすることはなかった。そのため、Acta2遺伝子上流域の比較ゲノム解析と遺伝子欠失実験については行わないこととした。さらに脊椎動物の肝臓構築について解析を進め、アセチル化チューブリン免疫染色により肝内胆管上皮における繊毛の有無を探索したところ、Acta2タンパク質が胆管周囲に発達しないカライワシ類以降で繊毛が発達しないことが明らかとなった。これは透過型電子顕微鏡でも確認された。これらの結果はカライワシ類以降で胆汁輸送の仕組みが変化したことを示唆している。
脊椎動物の肝臓構築を分子レベルで説明するため、マウスで知られる肝臓構成細胞の分子マーカー(門脈内皮, Jag1, コネキシン37・40等; 類洞内皮, Stab2, Lyve1; 星細胞, p75/neurotrophin受容体)や肝内の遺伝子発現が帯状になるzonationマーカー(尿素回路酵素や接着分子等)について、マウスとゼブラフィッシュ肝臓間で比較発現解析を行った。ゼブラフィッシュの場合、第3次ゲノム重複のため各オルソログが重複して存在する場合があるが、少なくとも通常の飼育状態では、マウスでzonationが認められ分子マーカにーについて帯状分布が認められものはなかった。この結果は哺乳類と真骨類で肝臓の構築の、分子レベルでの仕組みが大きく異なることを示している。

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

今年度は、Acta2タンパク質の分布と肝内胆管配向が必ずしもカップルしていないというデータを受け、比較ゲノム解析等を行わないこととして、研究の方向性を調整した。脊椎動物における肝内胆管と門脈の配向と連動する形質の探索と、zonationに関するマウスとゼブラフィッシュ間での比較解析を行い、新たなカップルマーカーとゼブラフィッシュ肝臓が哺乳類と異なる構築をしている可能性を示唆した。次年度はこれらの成果に基づいてさらに研究を進めていく。

今後の研究の推進方策

脊椎動物の肝臓構築の分子メカニズムを探る上で、分子マーカーの発現解析は欠かせないが、抗体を用いた分子レベルでの解析は限られるので、in situ hybridizationによる遺伝子発現解析を進めている。その最適化について効率よく進めるため、他研究者から情報を得つつ機動的に研究を進めて行きたい。また形態進化やゲノム進化の専門家と議論を行いながら、独創的な研究を発展させていく必要がある。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Immunohistological analysis on distribution of smooth muscle tissues in livers of various vertebrates with attention to different liver architectures2021

    • 著者名/発表者名
      Ota N, Hirose H, Kato H, Maeda H, Shiojiri N
    • 雑誌名

      Annals of Anatomy

      巻: 233 ページ: 151594

    • DOI

      10.1016/j.aanat.2020.151594

    • 査読あり
  • [学会発表] 神経や繊毛の分布からみた脊椎動物における肝臓の形態進化2020

    • 著者名/発表者名
      塩尻信義、廣瀬晴香、太田考陽、早川順理、松原幸枝、川上速人
    • 学会等名
      第27回肝細胞研究会
  • [学会発表] ヒト胆管発生様式の進化学的起源の解明に向けた脊椎動物肝臓の比較発生学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      太田考陽、塩尻信義
    • 学会等名
      第27回肝細胞研究会
  • [学会発表] 肝臓形成遺伝子の分子進化と円口類の肝臓における発現パターン2020

    • 著者名/発表者名
      太田考陽、加藤英明、山崎裕治、池尾一穂、塩尻信義
    • 学会等名
      日本進化学会第22回オンライン大会
  • [学会発表] 円口類ヌタウナギ・ヤツメウナギの肝臓から探る、原始的な肝臓構築とその進化2020

    • 著者名/発表者名
      太田考陽、加藤英明、山崎裕治、塩尻信義
    • 学会等名
      第91回日本動物学会(オンライン)

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公開日: 2021-12-27  

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