消化管平滑筋の多様性を生み出す細胞間相互作用および分子機構の解析

口から摂取した食物は、消化管壁に配置された平滑筋の運動によって肛門に向かって運ばれる。平滑筋の分布や運動が器官ごとに異なることはよく知られているが、このような違いが明瞭な器官境界を持たない初期の臓側中胚葉から生じるしくみはよくわかっていない。昨年度までの研究でわれわれは、将来小腸の壁をつくる臓側中胚葉が、胃の環境に置かれると、腸固有のEphA3陽性の輪走筋の代わりに食道や胃に見られるEphA3陰性の輪走筋を形成することを明らかにした。この結果は、腸固有の平滑筋の形成に腸固有の周囲環境が必要であることを示唆している。2022年度はこの周囲環境に関する詳細な解析を行った。発生の過程を通じて臓側中胚葉と行動を共にする内胚葉は、平滑筋の分化に影響を及ぼす組織の有力な候補である。その可能性を検討するため、内胚葉の移植実験および培養実験を行った。移植実験においては明確な結果を得られなかったが、培養実験において内胚葉が平滑筋の器官特異性に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。胃の中胚葉を腸の内胚葉と共培養したところ、EphA3陽性の平滑筋が分化したのである。加えて、この胚葉間の相互作用が、消化管完成前の若い組織に限って見られることもわかった。中胚葉が内胚葉の器官特異性をもたらす例はよく知られているが、その逆を実験的に示した新たな発見と言える。上記の相互作用の詳細を明らかにするため、未分化な胃中胚葉および腸中胚葉にそれぞれ発現するBarx1とNkx2.3の発現を解析した。移植実験の結果、胃の環境に置かれた予定腸中胚葉が本来発現しないBarx1を発現すること、そこにはNkx2.3の顕著な発現が認められないことがわかった。内胚葉の作る周囲環境が、臓側中胚葉の部域化を介して平滑筋の器官特異性に影響を与えるというモデルが考えられる。

口から摂取した食物は、消化管壁に配置された平滑筋の運動によって肛門に向かって運ばれる。平滑筋の分布や運動が器官ごとに異なることはよく知られているが、このような違いが明瞭な器官境界を持たない初期の臓側中胚葉から生じるしくみはよくわかっていない。昨年度までの研究でわれわれは、将来小腸の壁をつくる臓側中胚葉が、胃の環境に置かれると、腸固有のEphA3陽性の輪走筋の代わりに食道や胃に見られるEphA3陰性の輪走筋を形成することを明らかにした。この結果は、腸固有の平滑筋の形成に腸固有の周囲環境が必要であることを示唆している。2022年度はこの周囲環境に関する詳細な解析を行った。発生の過程を通じて臓側中胚葉と行動を共にする内胚葉は、平滑筋の分化に影響を及ぼす組織の有力な候補である。その可能性を検討するため、内胚葉の移植実験および培養実験を行った。移植実験においては明確な結果を得られなかったが、培養実験において内胚葉が平滑筋の器官特異性に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。胃の中胚葉を腸の内胚葉と共培養したところ、EphA3陽性の平滑筋が分化したのである。加えて、この胚葉間の相互作用が、消化管完成前の若い組織に限って見られることもわかった。中胚葉が内胚葉の器官特異性をもたらす例はよく知られているが、その逆を実験的に示した新たな発見と言える。上記の相互作用の詳細を明らかにするため、未分化な胃中胚葉および腸中胚葉にそれぞれ発現するBarx1とNkx2.3の発現を解析した。移植実験の結果、胃の環境に置かれた予定腸中胚葉が本来発現しないBarx1を発現すること、そこにはNkx2.3の顕著な発現が認められないことがわかった。内胚葉の作る周囲環境が、臓側中胚葉の部域化を介して平滑筋の器官特異性に影響を与えるというモデルが考えられる。