四肢の発生における位置価の決定に関わる因子についての研究

肢体发育位置价值决定因素研究

• 批准号: 05277218
• 负责人: 濃野 勉
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kawasaki Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05277218/
• 关键词: 位置価; パターン形成; 四肢の発生; ホメオボックス; 細胞増殖因子; HGF; TGF-beta; FGF

前後軸にそった四肢のパターン形成に、肢芽後部のZPA(zone of polarizing activity)と呼ばれる領域の間充織細胞が中心的な働きをしている。従来、ZPAのシグナルはレチノイン酸であると言われていたが、レチノイン酸は肢芽細胞を極性化することによって間接的に作用すると考えられている。本研究では、位置価の決定に関わるホメオボックス遺伝子の発現調節のメカニズムを解明するために、以下の点を調べた。1.HoxDの発現に関わるシグナル:ニワトリ胚の肢芽にマウスのZPAを移植し、HoxDの発現を調べた実験などから、ZPAに由来する因子とAER(apical ectodermal ridge)に由来する因子の両者がHoxDの発現誘導とそれによる位置価の決定に必要であると考えられる。2.肢芽で発現する他のホメオボックス遺伝子:mshに近縁のMsx1、Msx2はAERおよびAERの直下の間充織で発現しており、特にMsx1はAER因子によって発現が誘導されるが、ZPAによる影響は見られない。また、pairedに近縁のホメオボックスを持つPrx1は肢芽の間充織で特異的な発現が見られるが、AERによる影響は受けず、肢芽間充織細胞としての個性の決定に関係していると考えられる。3.パターン形成に関わる増殖因子とそのレセプター:四肢形成におけるFGFとTGF-betaのファミリーの増殖因子の役割を理解するために、これらのレセプターの肢芽での発現を調べた。FGFレセプター(FGFR1〜FGFR4)について調べると、FGFR2は外胚葉および肢芽の中心部の間充織細胞で特異的な発現が見られ、一方、FGFR1、3、4は肢芽全体で均一な発現が見られた。FGF-4はニワトリ胚の肢芽でもAERで特異的な発現が見られる。さらに、FGF-4を肢芽の近くで強制発現すると過剰指形成が誘導されることから、FGF-4はAER因子の1つであると考えられる。TGF-betaファミリーのタイプI、IIレセプターは膜結合のSer/Thrキナーゼ様の構造をとる。その中のアクティビンレセプター、IIAとIIBは初期の肢芽では弱い発現しか見られないが、発生が進むと筋芽細胞、表皮、軟骨膜での発現が見られ、これらの組織の形成に関与していると思われる。肝細胞増殖因子(HGF)を産生している線維芽細胞MRC-5は初期の後肢肢芽の前部に移植すると重複肢を誘導する。ニワトリ肢芽でのHGF遺伝子の発現はAER直下の間充織で見られる。前後軸にそった発現強度に差は見られないが、AERの形成とHGFの発現に時間的、空間的な相関が認められる。したがって、HGFはAERの誘導または維持に関与する因子の1つと考えられる。

ZPA (zone of polarizing activity) in the posterior part of the limb bud and mesenchymal cells in the central part of the limb bud In addition, ZPA can also be used for the polarization of bud cells. This study focuses on the relationship between location and gene expression regulation. 1. The development of HoxD is related to the transfer of ZPA from embryo to bud, the development of HoxD, the origin of ZPA and the origin of AER (apical ectodermal ridge). 2. Msx1, Msx2 and Msx2 are closely related to the development of AER and AER, and the effects of ZPA on the development of AER and AER factors are also observed. A study of the relationship between the development of intercellular differentiation and the personality of intercellular differentiation. 3. Growth factors related to limb formation: FGF, TGF-beta, growth factors related to limb formation, growth factors related to limb formation. FGF1~FGF4 are regulated by FGF2, FGF2 and FGF3, and FGF1, FGF3 and FGF4 are regulated by FGF2. FGF-4 has been shown to be specific to AER development. FGF4 and AER factor 1 are induced by stress in the near future. TGF-beta is the most important factor in the formation of membrane structure. The development of muscle bud cells, epidermis and cartilage membrane is related to the formation of tissue. Hepatocyte growth factor (HGF) is produced in line with MRC-5 and induced in the anterior part of the limb bud at the early stage of transplantation. The development of HGF gene in AER was observed in the middle of AER. The difference between the intensity of occurrence and the formation of AER and the occurrence of HGF is related to the time and space. The induction of HGF and AER is related to the maintenance of the factor 1.

项目成果

濃野 勉,野地澄晴: "Serum response factorの補助因子として働くホメオドメインタンパク質" 生化学. 65. 1327-1332 (1993)

Tsutomu Nono，Sumiharu Noji：“作为血清反应因子辅助因子的同源域蛋白”生物化学 65. 1327-1332 (1993)。

Noji,S.,Koyama,E.,Nohno,T.,et al.: "Differential expression of three chick FGF receptor genes,FGFR1,FGFR2 and FGFR3,in limb and feather development" “Limb Development and Regeneration",Part B,(Fallon,J.F.Goetink P.F.,Kelley,R.O.,and Stocum,D.L.,Eds.)Wiley

Noji, S.、Koyama, E.、Nohno, T. 等人：“三种小鸡 FGF 受体基因 FGFR1、FGFR2 和 FGFR3 在肢体和羽毛发育中的差异表达”“肢体发育和再生”，B 部分,（Fallon, J.F. Goetink P.F.、Kelley, R.O. 和 Stocum, D.L. 编辑）Wiley

Sumitomo,S.,Saito,T.,Nohno,T.: "A new receptor protein kinase from chick embryo related to type II receptor for.TGF-beta" DNA Sequence. 3. 297-302 (1933)

Sumitomo,S.、Saito,T.、Nohno,T.：“一种来自鸡胚的新受体蛋白激酶，与 TGF-β 的 II 型受体相关”DNA 序列。

Koyama,E.,Noji,S.,Nohno,T.,et al.: "Cooperative activation of HoxD homeobox genes by factors from the polarizing region and the apical ridge in chick limb morphogenesis" Development,Growth and Differentiation. 35. 189-198 (1993)

Koyama,E.,Noji,S.,Nohno,T.,et al.：“鸡肢形态发生中极化区和顶脊因子协同激活 HoxD 同源盒基因”发育、生长和分化。

Nohno,T.,Koyama,E.,Myokai,F.,et al.: "A chicken homeobox gene related to Drosophila paired is predominantly expressed in the developing limb" Developmental Biology. 158. 254-264 (1993)

Nohno,T.,Koyama,E.,Myokai,F.,et al.：“与果蝇配对相关的鸡同源盒基因主要在发育中的肢体中表达”发育生物学。