視床下部、間脳における神経核パターン形成メカニズムの解明

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間脳領域の神経組織構築の分子機構の一端を知るため、視蓋前域や視床で発現が認められるLIM/ホメオドメイン型転写因子lim1遺伝子の発現動態を指標として、小型魚類モデル動物ゼブラフィッシュの突然変異体の表現型スクリーニングを行った。雌性単為発生胚スクリーニングによって、視床、視蓋前域と菱脳でのlim1遺伝子の発現が激減する突然変異体hd706-05を新規に見いだすことができ、系統を維持している。この変異体の詳細な表現型を記述する目的で、前脳に発現する発生分化制御遺伝子群、脳領域マーカー遺伝子群の発現動態を組織化学的、分子形態学的に解析した。ゼブラフィッシュにおいて神経系の領域化次いで神経細胞分化が進行する受精後16.5、24、28時間の発生段階の胚に対してwhole-mount in situ hybridization法を施行し、lim1、fgf8、dlx2、pax6、hlx1、shh等の遺伝子について、二重染色in situ hybridization法も適用して遺伝子発現領域の重複性や相補性をも検討しつつ解析したところ、以下の表現型が明らかとなった。突然変異体hd706-05においては、shh陽性のzona limitans intrathalamica(背側視床と腹側視床の境界領域)が後背側に拡大する。終脳、間脳、後脳で発現が認められるdlx2遺伝子が、受精後16.5時間以降、間脳でのみ発現抑制される。視床下部におけるdlx2シグナル陽性細胞が受精後28時間で消失する。さらに抗アセチル化チュブリン抗体による神経細胞体や軸索の可視化によって、前交連等の前脳腹側の交連線維が正中線を越えて反対側に投射できない異常も見いだした。一連の解析から、間脳に特異的なdlx2遺伝子の発現制御機構が存在すること、dlx2遺伝子に依存するshh、lim1遺伝子の間脳領域での発現制御機構の存在が示唆された。