| 研究概要 |
申請者は脊椎動物の頭部の進化的起源を解明するために頭索類ナメクジウオと脊椎動物の発生過程を比較した。ナメクジウオは体節がからだの前まで並ぶのにたいし、脊椎動物は体節が体幹部にならび頭部には頭部中胚葉由来の外眼筋や鰓弓筋が分布する。そこで脊椎動物の頭部中胚葉がナメクジウオのような祖先からどのように進化したのか調べたところ原腸胚期における細胞運動が根本的に違うことがわかった。
ナメクジウオ胚では前後軸の領域マーカーであるGsc, Brachyury, Deltaが重なったままであるのにたいし脊椎動物(ヤツメウナギ、サメ、カエル)胚ではこれらのマーカーの発現が前後軸で重ならなくなる。次に脊椎動物胚においてこれら中胚葉マーカーが重ならなくなる原因を調べたところ、脊椎動物胚ではBlastocoelの空間を利用し領域マーカーの発現する細胞を分けていることが考えられた。そこでカエル胚を用いてBlastoceolの空間を物理的に遮断したところナメクジウオの発生を模倣した。また細胞の動きを制御するシグナル経路であるWnt/pcpシグナルを阻害したところやはりナメクジウオの発生を模倣した。次に脊椎動物胚の中胚葉の前後軸パターンを形成するうえで必須のシグナル経路であるWnt/β-catenin経路の下流因子であるβ-cateninの核内移行の状態を観察したところ野生型では頭部で核内移行が見られず尾部で強く核内移行が見られた。一方Wnt/pcpシグナル経路を阻害した胚ではβ-cateninの核内移行の状態が前後軸で差がなかった。これはナメクジウオの胚の状態と同じであった。
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