Dynamic regulation of the genes involved in the neural tube pattern formation

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H06411
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 笹井 紀明 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (80391960)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2017-03-31
• Keywords: 神経管 / パターン形成 / ソニック・ヘッジホッグ / 細胞外シグナル因子

Outline of Annual Research Achievements

中枢神経系にはきわめて多様な神経または神経関連細胞が存在し、それらが整然と配列されている。この複雑で精緻なパターン形成は主に発生途上にある胚内で行われるが、その分子メカニズムを理解することが神経発生学における大きな目標の１つである。
神経前駆細胞の多様な分化制御には細胞外因子（分泌因子：BMP, Wnt, ソニック・ヘッジホッグ（Sonic Hedgehog; Shh）））が深く関与している。本研究ではそのうち特にShhとそれを受容する神経前駆細胞の経時的なシグナル活性の変化を制御する因子の同定を進めた。この目的で、in situハイブリダイゼーション法と定量PCR法を組み合わせたスクリーニングを行い、結果として細胞内シグナル活性を制御する遺伝子の最終候補を数個同定した。
現在そのうちの１つ、新規のGタンパク質共役受容体（GPCR）を中心に解析を進めている。この因子はShhに応答して発現が上昇して腹側（ventral）に発現するので、GPRvと命名した。神経管における強制発現と機能喪失実験から、GPRv がShhシグナルに対して負の影響を与えていることが明らかとなり、GPRvがShhシグナルのフィードバック調節因子であることが示唆された。
細胞外シグナル因子（Shh, BMP, Wntなど）が濃度依存的に前駆細胞の分化方向を制御することは以前からよく知られた事実であり、これまでの多くの研究からもその分子メカニズムが明らかになっている。一方で、本研究はシグナル活性の経時的な変化による分化制御に焦点を当てたものであり、シグナル因子から細胞分化に至る分子メカニズムに新しい知見を与えるものである。
現在、神経前駆細胞の分化以外の状況下でGPRvが機能する可能性を考えて解析を進めており、解析が終了次第論文報告とする予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。