恒常性破綻から形態再生に至る組織再生プロセスの統合的理解を目指して

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生物は、多細胞体制を長期に維持・再生する能力を持つ。近年，再生過程における様々のシグナルや分子の関与や，再生における細胞の振る舞い，細胞系譜についても解明が進んできたが，依然，再生プロセスの重要なステップに関して解明が進んでいない。本研究はゼブラフィッシュのヒレをモデルとして，①再生応答をトリガーする傷シグナルの性質と実体，②組織の主要な基盤となる間葉細胞の由来，多様性，分化多能性，恒常性維持における役割，③位置情報の正体や形態再生のメカニズム，の3つの点について研究を行い，これら重要かつ未解明のプロセスの間のリンクを解明することによって，再生過程の統合的な理解を飛躍的に進めることを目標とする。本年度の研究では，以下の進捗があった。①再生応答をトリガーする傷シグナルの性質と実体：これまでに，傷害に応答して転写を活性化する再生応答エンハンサーを同定することに成功した。トランスジェニックアッセイなどによる解析を進め，E-box，AP-1転写因子結合モチーフの組み合わせが再生エンハンサーの実体であることを明らかにした。②間葉細胞の由来，多様性，分化多能性，恒常性維持：様々の組織で主要な部分を占める間葉細胞は，ヘテロな細胞の集団なのかどうか，再生にどのように寄与するのかなどはわかっていない。Sox9 Cre系統を確立し，体節由来の間葉細胞の細胞系譜の解析を行う系を確立した。これを使った体節細胞の系譜解析により，すでに体節において，間葉系譜と骨芽細胞を生み出す系譜が分かれることが明らかになった。③位置情報の正体と形態再生のメカニズム：　私達は，以前の研究で，ゼブラフィッシュの鰭条の長い部域と短い部域を司令する位置情報が存在することを示した。さらに詳細な移植実験を重ね，この位置情報は，繰り返し再生しても保持されること，切断位置の間葉細胞によって決まることを示した。