上皮シートの折れ曲がり運動から解明する原腸陥入の仕組み

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16590149
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 小畑 秀一 北里大学, 一般教育部, 講師 (10204273)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾野 道男 横浜市立大学, 医学部, 助手 (50264601) ; 澤田 元 横浜市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (90101112)
• Keywords: イモリ / 原腸胚形成 / 細胞骨格 / 細胞接着 / アクチン / チューブリン

Research Abstract

「原腸胚形成」はほとんど全ての動物の体の「形づくり」に必須の重要な過程である。すなわち、3つの体軸の決定、中胚葉形成の開始、胚葉間相互作用による細胞分化など、形態形成過程にとって重要な現象と深く関係しているにもかかわらず、そのメカニズムに関しては満足のいく説明はほとんどなされていない。本研究は「原腸胚形成」においてもひときわその鍵を握る「原腸陥入」のしくみを、外胚葉という上皮シートの異なる2種類の折れ曲がり運動という視点で捉え、細胞骨格と細胞接着の面から解析することを試みた。原腸陥入開始直後の胚を固定後、凍結切片を作成し、抗チューブリン抗体あるいはTRITC-phalloidinで染色し、蛍光顕微鏡でその局在を調べた。その結果、F-actinについては、陥入部の細胞も予定外胚葉部位の細胞も共に、細胞全体にわたり細胞膜直下に存在することが分かった。一方、微小管の局在はF-actinのそれとは異なっていた。胚を球と考えると、球の半径に一致する方向、別の表現をとるならば、上皮シートのapical-basalを結ぶ向きに配向していた。イモリ胚を胞胚期から、tubulinの重合阻害剤であるnocodazoleで処理すると、原腸陥入のタイミングが遅れることが分かった。また、多くの細胞において、細胞分裂、細胞運動などには細胞内カルシウムイオンが重要な役割を果たすことが知られているので、初期胚におけるイノシトール3リン酸受容体の局在を調べた。その結果、このタンパク質の局在は部位によって異なることを見出した。現在、実験を繰り返し行い、信頼性を高めているところである。さらに、胞胚から切り出した予定外胚葉シートの湾曲という現象を用いて上皮シートの湾曲と細胞外液のイオン組成との関係を調べたところ、上皮シートの湾曲は細胞外液のイオン強度と密接に関係していることも明らかになった。