「上皮包み込み運動」を駆動する細胞・分子機構の解明、および下顎発生時の機能的役割

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動物の器官は上皮シートが内部組織を覆うといった構造を基本としており、本研究課題では器官形態形成過程における上皮組織動態の役割をゼブラフィッシュ胚の解析を通じて明らかにすることを目的とする。顎は神経堤細胞で主要に構成される第1咽頭弓を由来に形成され、特に下顎領域は上皮組織である口腔外胚葉に覆われる形で構成されている。顎発生過程では神経堤細胞の細胞集団が正中線方向に異方的な組織変形を示し、それに同調して口腔外胚葉が下顎領域を包み込む特徴的な組織動態を示す。本研究課題では、(1)組織動態を駆動するための細胞動態・分子機構の解明を目指し、(2)また機能阻害により口腔外胚葉の組織動態の応答、および下顎の応答を調べて上皮組織動態が内部組織の変形に対して持つ役割を明らかにすることを目指す。研究課題の(1)について、細胞分裂阻害下における4D計測結果を基にした組織動態解析により、上皮組織動態について細胞分裂の寄与が低いことが示唆された。一方で、細胞核及び細胞膜を蛍光標識した胚の4D計測結果を基盤とした隣接細胞の解析により、上皮組織変形時の細胞再配列の検出に成功した。また、研究課題(2)について、熱刺激に応じてミオシン活性を阻害する因子を発現するtransgenic個体及びIR-LEGOシステムを用いた局所的な熱誘導を組み合わせた組織特異的な遺伝子発現誘導操作によって、上皮組織の形態異常と間葉組織の伸長阻害が起こり、上皮組織のアクトミオシン活性依存的な組織動態が間葉(内部)組織の変形に必要であることが示唆された。