神経管腹側パターン形成機構の解析

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脊椎動物の神経管の腹側パターンの形成過程では脊索および神経管底板(以下「底板」と略)が、形態形成シグナル分子Sonic hedgehog(Shh)の分泌源として重要な働きをしている。本研究では、脊索からのShhシグナルによって底板で誘導される転写因子HNF-3βに注目し、その遺伝子発現制御機構をモデルとして解明することにより、Shhシグナルによる神経管腹側形成の分子機構に迫ろうとしている。本年度は、Shhシグナル経路へのGliファミリーの転写因子の関与を明らかにした。HNF-3βの底板エンハンサー内に存在するGliの結合配列はエンハンサー活性に必須であり、さらにこの配列はShhの応答配列として機能した。マウスには3つのGli遺伝子(Gli1,Gli2,Gli3)が存在するが、どれがHNF-3βの発現に関与しているかを調べるために、3つのGliの発現と転写因子としての機能を調べた。その結果、Gli1,2および3はそれぞれ神経管の腹側、全体、背側で発現しており、Gli1,Gli2は正の、Gli3は負の転写因子として機能した。さらに、Gli2は転写抑制ドメインと転写活性化ドメインとを持ち、おそらくShhシグナルの有無によって、正または負の転写因子として機能すると考えられた。さらに、活性化型Gli2を、神経管背側で異所的に発現するトランスジェニックマウス胚を作成すると異所的なHNF-3βの発現が見られた。したがって、ShhによるHNF-3βの活性化には、Gli1,Gli2が中心的な働きをしていると考えられる。また、一方、トランスジェニックマウス胚を用いた実験から、Gliはエンハンサーに結合する他の転写因子と強調的に働くことにより、効率の良い遺伝子発現を起こしていることが示唆された。現在そのような転写因子の同定を進めている。