2023 Fiscal Year Research-status Report
MafB遺伝子を糸口とした心臓神経堤細胞の心臓における役割と分化機構の解明
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22K06251
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
松花 沙織 神戸大学, 理学研究科, 講師 (70767251)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 心臓神経堤細胞 / 転写制御機構 / エンハンサー / MafB |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経堤細胞は脊椎動物の初期発生において、背側神経管から生じる移動能と多分化能をもつ細胞集団である。心臓神経堤細胞は耳胞から第３体節にかけて位置する神経堤から生じ、心臓形成に貢献する。特に、心臓の大動脈肺動脈中隔への分化能は心臓神経堤細胞に特有である。
私たちは先行研究において、神経堤細胞の中で心臓神経堤細胞で特異的に発現するMafBを遺伝子を見出し、その発現調節領域 (MafB_E1)を同定した。MafB_E1をGFPに繋いだレポーター (MafB_E1-GFP)は、ニワトリ初期胚において、心臓神経堤細胞を生み出すロンボメア５・６及び心臓神経堤細胞で発現が観察され、内在のMafB発現を再現する。MafB_E1には心臓神経堤細胞特異的な発現を生み出す転写制御ユニットが含まれていると考えられる。そこで、本研究の目的である心臓神経堤細胞の独自の分化機構を明らかにするため、本年度はMafB_E1を制御する転写因子の解析を進めた。JASPRを用いて、MafB_E1配列内に存在するロンボメア形成関連および神経堤細胞関連転写因子の結合モチーフを探索した。これらの結合部位に変異もしくは部分欠失を導入した変異型MafB_E1を作成し、GFPにつないだレポーター遺伝子を構築した。これをニワトリ初期胚に導入し、レポーター活性を検証した。その結果、心臓神経堤細胞でMafB発現に関わるシス配列92塩基を同定した。さらに、この92塩基の配列内に存在する転写因子結合配列8塩基が、MafB発現活性に貢献していることを明らかにした。また、MafB発現をGFPで可視化したトランスジェニックゼブラフィッシュ系統を利用し、このゼブラフィッシュ胚におけるMafB発現陽性細胞の追跡を行った。その結果、これらの細胞が鰓弓を通り、心臓原基に向かって移動していることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
MafB_E1は全長約1.8kbであるが、MafB_E1に部分欠失や変異導入したレポーターを作成し、ニワトリ胚内でレポーター活性を検証することで、心臓神経堤細胞で発現させるための領域を絞り込むことができた。しかし、変異導入レポーターアッセイの結果から、複数の転写因子モチーフによって時空間的な発現が制御されていることが示唆され、MafB_E1の活性を包括する全ての転写因子結合モチーフの同定には至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
MafB_E1において、ロンボメアと心臓神経堤細胞での活性を、それぞれ切り離して明らかにするため、今後は発生段階や複数の転写因子結合モチーフに変異を入れたMafB_E1レポーターを作成し、その活性を検証する。また、関与が示唆される転写因子の機能阻害や発現阻害ニワトリ胚を作成し、その胚内でのMafB_E1レポーター活性の解析を行う。これらの結果を合わせて、MafB_E1の転写制御機構を明らかにするとともに、心臓神経堤細胞特異的な遺伝子がどのような転写因子によるネットワークによって構築されているのかその全容の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
当初は前年度に成果が得られたMafBの異所発現実験を継続する予定であったが、MafB_E1の転写活性のメカニズムの解析に注力して解析を行なった。これらの実験によって得られた変異型MafB_E1も含めて、MafB_E1レポーターを用いたニワトリ心臓内でのMafB発現陽性細胞の分布やその細胞種の解析を行うため、次年度にこれらの設備備品や消耗品の購入を予定している。
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Research Products
(1 results)
