腎臓は尿管芽と後腎間葉という2つの組織の相互作用によって形成される。尿管芽は後腎間葉を分化誘導しつつ、自身は後腎間葉からのGdnfの作用で分岐・分化する。Gdnf受容体Retを発現する尿管芽先端の上皮は自己複製しながら茎の部分を産み出す前駆細胞である。この上皮細胞が分裂する際に、一旦管腔内に飛び出してから上皮に再挿入されるという現象が最近報告された (Packard et al. Dev Cell 2013)。一方、我々は尿管芽の発生を解析する過程で、上記の現象が障害されたと考えられる変異マウスに遭遇した。そこで本計画は、尿管芽という発生期腎臓上皮における細胞競合の関与とその破綻による異常を解析することを目的とした。
1)正常発生における尿管芽上皮の細胞競合: 細胞極性や張力、Hippo経路の活性化を解析することで、どのような機構で管腔内で分裂する細胞が選択されるのかを明らかにする計画であった。しかし、マウス胎生11.5日から発生段階を追って、尿管芽上皮をcytokeratin-8抗体で、分裂期の細胞をリン酸化ヒストン(pHH3)抗体で染色したところ、管腔内で分裂するように見える細胞は多く見られるが、そのすべてが上皮層内に留まり、管腔内には飛び出ていないことが明らかになった。
2)ミオシン欠失における尿管芽上皮の異常: 尿管芽特異的にミオシン重鎖IIA/IIBを欠損するマウスでは、出生時に水腎症を呈した。胎生期11.5日において、上皮基底側に細胞突起 (basal protrusion)に基づくと見られる異所性の尿管芽形成が観察され、これが水腎症を引き起こす原因と考えられた。また管腔内に尿管芽上皮が塊となって飛び出し、細胞死を起こすことを見出した。上皮アピカル面の収縮低下と側方の接着班の機能不全を示唆する所見が得られ、いわゆるapical extrusionの現象であった。
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