網膜の背腹軸形成に関わる分子メカニズムの解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780591
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 竹内 和子 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教務職員 (50304168)
• Keywords: 発生生物学 / 網膜 / Tbx5 / ニワトリ / BMP4 / 網膜視蓋投射 / Tbx2 / Tbx3

Research Abstract

代表研究者は眼の網膜背側に特異的に発現するTbx遺伝子群に着目し、その機能解析を中心に研究を行なってきた。網膜背側にはTbx5、Tbx3、Tbx2の3つのTbx遺伝子が発現しており、もっとも背側にTbx5が、Tbx3/2はそれよりも腹側に広い範囲に発現している。研究代表者はこれまでの研究から網膜背側の個性の決定にはTbx5が重要であり、Tbx5の網膜での発現にはシグナル分子のBMP4が重要であることを明らかにしてきた。次にTbx3/2も網膜内の位置の決定に関わっているのかどうか明らかにするために、BMPシグナルとの関連と強制発現による網膜視蓋投射の変化を調べた。その結果、Tbx3の発現にはTbx5に比べ中程度のBMPシグナルが必要であり、Tbx2には低い程度のBMPシグナルが必要であることを見い出した。またTbx5を強制的に発現させたときの視神経節細胞軸索は、視蓋腹側に投射するのに対し、Tbx3/2を強制発現させたものは視蓋の中間部に軸索を伸長させることがわかった。これらの結果はTbx3/2が網膜背腹軸上の中間部の個性の決定に直接的に関わっている可能性を示す。さらにTbx3/2を腹側網膜に強制発現させたときのマーカー遺伝子の発現変化を調べたところ、Tbx3/2ともに腹側マーカー遺伝子を抑制し、背側マーカーを異所的に誘導することがわかった。興味深いことにTbx遺伝子を強制発現させるとBMP4が誘導され、さらに他のTbx遺伝子を発現誘導してくることがわかった。これらのことから網膜背腹軸形成の分子メカニズムはTbx遺伝子とBMPシグナルが相互に関連して領域特異的な個性を決めていると考えられる。この研究は2002年度のアメリカ発生生物学会において口頭発表に選ばれ、注目度の高さが伺われる。この研究に関する論文は現在改訂中であり、2003年度中には英文雑誌に発表できる予定である。

Research Products

• [Publications] 小柴 和子: "ニワトリ網膜視蓋投射解析法"遺伝子医学別冊「図・写真で観る発生・再生実験マニュアル」. 134-144 (2002)
• [Publications] Takeuchi, J.K., et al.: "Tbx5 and Tbx4 trigger limb initiation through activation of the WNT/FGF signaling cascade"Development. (In press). (2003)