2012 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of exracellular signal in cell community of early embryos
| Project Area | Cell Community in early mammalian development |
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| Project/Area Number |
21116002
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
目野 主税 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20311764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 洋 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50212329)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 左右軸形成 / Wntシグナル / 細胞外シグナル / エンドサイトーシス / 小胞輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Wnt3は、発生過程の様々な時期及び部位で発現し、発生現象を制御する分泌因子である。昨年度までに、Wnt3がノード辺縁（crown cell）において左右非対称に発現することを見出し、その発現を制御するエンハンサーを同定していた。このエンハンサーは、RBPjとFoxa2がそれぞれ結合することにより制御されており、１）両者の結合によりノード辺縁のWnt3発現が亢進すること、２）ノード中央（pit cell）におけるRBPjの結合はWnt3発現を抑制することが明らかになった。Notchシグナル非存在下では、RBPjは転写抑制に働くため、NotchシグナルはFoxa2発現域でWnt3が発現する部位を規定していることが示唆された。さらに、Wnt canonical経路を増強もしくは減弱させる化合物をマウス胚全胚培養に添加し左右軸関連遺伝子の発現を解析したところ、Wnt canonical経路はノード辺縁におけるCerl2発現を抑制することが明らかになった。
エンドサイトーシスは細胞外シグナルの受容、細胞表層のリモデリングを通じて、分化機能の発現に必須な役割を果たす。早い時期のエンドソーム構築に関わるmVamXの欠損胚では、細胞レベルでは臓側内胚葉に断片化したapical vacuoleが蓄積し、組織レベルでは、胚体外外胚葉の顕著な縮小が見られ、E5.5以降の形態形成が進まない。様々なシグナル経路を検討したところ、細胞増殖と分化の制御の要としてしられているmTORの活性化がおきないことがわかった。mTORシグナルコンポーネントの細胞内分布を詳細に検討したところ、リソソームへの局在化に異常が見出された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ノードにおけるWnt3発現を制御する転写因子を同定し、Wnt canonical経路による左右軸関連遺伝子の発現制御について明らかにすることができた。
シグナル分子の可視化に関して、当初の計画と異なりライブ観察の実験系はいまだ構築できていない。しかし、蛍光抗体を用いた固定組織での観察を、変異胚を含めて検討したことでシグナル分子の動態のおおまかな様相は明らかにすることができている。当初の計画にはなかった遺伝子変異を作出したことで予想していなかったシグナル伝達経路の初期発生における役割が明らかになりつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
ノードにおけるNodal及びWnt3発現制御機構の共通性から、この仕組みが他の左右軸関連遺伝子の転写制御に関与しているか解析する。また、前後軸形成に関連づけて、エピブラストに由来するEpiSCの性質を明らかにする。
シグナル伝達経路に関して多様性と独自性を変異胚表現型を通して明らかにしていく。また、BMP、Nodalシグナル分子の可視化に関しても推進する。
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