Novel roles for the transcription factor OTX2 in the epiblast that regulate head development

令和4年度の研究では、（１）胚のエピブラスト細胞が頭部から尾側への移動しながら神経系原基を作る過程へのOTX2の関与、（２）OTX2の下流遺伝子の解析、（３）OTX2と発現・機能の上で逆相関が予測されるWntシグナルとの関わりの解析ーーこれら３つの研究テーマのうち（３）の研究を重点的に進めた。エピブラスト幹細胞をモデルとして用いた。まず、(A)エピブラスト幹細胞でのOTX2の発現抑制によって発現を変化させる遺伝子群と、(B)エピブラスト幹細胞に強いWntシグナルを付加した場合に発現を変化させる遺伝子群を解析した。(A)と(B)の遺伝子群の間に高い共通性があることを確認した。胚の中枢神経系原基（神経幹細胞集団）の形成では、まずOTX2を発現する前部エピブラスト細胞が前部中内胚葉に向かって集合して脳の原基をつくる。その脳原基の後端の細胞群はOTX2発現を失うとともにWntシグナルが高い後方に移動して、頭部に近い脊髄の原基となる。この間に、前部から後部にかけての脳の領域性が決定されると考えられる。このプロセスを解析するために、まず、エピブラスト幹細胞から直接に神経幹細胞株を樹立する方法を確立した。その神経幹細胞株樹立の過程で、細胞をさまざまの強度のWntシグナルに晒すことによって、前脳、中脳、菱脳、頸部脊髄、胸部脊髄に対応する神経幹細胞株を樹立することができた。

令和4年度の研究では、（１）胚のエピブラスト細胞が頭部から尾側への移動しながら神経系原基を作る過程へのOTX2の関与、（２）OTX2の下流遺伝子の解析、（３）OTX2と発現・機能の上で逆相関が予測されるWntシグナルとの関わりの解析ーーこれら３つの研究テーマのうち（３）の研究を重点的に進めた。エピブラスト幹細胞をモデルとして用いた。まず、(A)エピブラスト幹細胞でのOTX2の発現抑制によって発現を変化させる遺伝子群と、(B)エピブラスト幹細胞に強いWntシグナルを付加した場合に発現を変化させる遺伝子群を解析した。(A)と(B)の遺伝子群の間に高い共通性があることを確認した。胚の中枢神経系原基（神経幹細胞集団）の形成では、まずOTX2を発現する前部エピブラスト細胞が前部中内胚葉に向かって集合して脳の原基をつくる。その脳原基の後端の細胞群はOTX2発現を失うとともにWntシグナルが高い後方に移動して、頭部に近い脊髄の原基となる。この間に、前部から後部にかけての脳の領域性が決定されると考えられる。このプロセスを解析するために、まず、エピブラスト幹細胞から直接に神経幹細胞株を樹立する方法を確立した。その神経幹細胞株樹立の過程で、細胞をさまざまの強度のWntシグナルに晒すことによって、前脳、中脳、菱脳、頸部脊髄、胸部脊髄に対応する神経幹細胞株を樹立することができた。