脊椎動物光受容器官の進化と松果体の分化全能性

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松果体は眼と同様に間脳から発生し、間脳の背側正中部に位置する不対器官である。下等な動物の松果体は眼と同様に光受容能をもち、視細胞が分化するが、脊椎動物の進化とともに光受容能は失われ、内分泌器官となる。これと平行して、組織形態上も神経組織から内分泌組織へと変化する。本研究では、これまでほとんど研究のおこなわれていない松果体の発生メカニズムを研究することによって、眼の発生との共通性を探り、両器官の分化多様性が生じるメカニズムを明らかにする。平成18年度には以下の研究を実施した。1.昨年度実施した、トリ胚松果体細胞の旋回培養を継続しておこなった。この方法により、松果体細胞の集合体を形成させることができる。ここに層構造が見られることを昨年度明らかにしたが、今年度は、網膜神経細胞に特異的な種々の抗体マーカーを用いて、層構造をさらに解析した。その結果、網膜神経節細胞、視細胞などが層構築を形成していることが明らかになり、胚の松果体細胞が網膜細胞分化能を持つとともに、高次層構築能をもつことがわかった。この成果は、現在論文としてまとめ、投稿準備中である。2.トリ初期胚眼胞の前腹4分の1領域だけにしても(残りの4分の3を切除した場合に)完全な眼に発生することを明らかにした。次に、この前腹1/4領域を、前背1/4を切除した別の個体に移植すると(Double Anterior-Ventral Optic vesicleをつくる)、完全な過剰眼が形成されることを発見した。そこで、3日胚の松果体原基を、前背1/4を切除したホスト胚の切除部に移植することを新たに試みた。この方法では、従来試みていた眼胞を完全に切除して松果体を植え継ぐよりも、移植組織がより安定に保持されることがわかった。現在まだ、十分な例数の結果が得られていないが、表皮や結合組織を除去した松果体神経上皮部を移植することを行っている。細胞分化に関して、網膜マーカーによって、検討を加えている。これにより、胚の松果体原基がどの程度、眼発生能を保持しているかが明らかにできると考えている。3.IGF1、FGF1がトリ胚松果体細胞の神経細胞と視細胞の分化に差次的な効果を持つことを明らかにし、論文投稿した。さらに追加実験を加え、論文は受理された(印刷中)。