発生工学的手法によるマウス中胚葉誘導機構の解析

点击翻译按钮获取中文摘要

マウスの初期発生において、中胚葉は外胚葉から剥離した細胞が原条に移動する過程で形成される。この細胞分化と細胞運動を伴った形態形成は、カスケード形式で制御された多くの遺伝子が、組織および時期特異的に発現した結果であると考えられる。本研究ではBrachyury(T)遺伝子を中胚葉のマーカー遺伝子として捉え、マウスの胎児性癌細胞P19を用いたin vitroの系と胚操作によるin vivoの系で発現制御を解析することによって、中胚葉誘導機構の一端を遺伝子発現制御のレベルで明らかにすることを目的とした。P19細胞の分化系を利用してT遺伝子の発現制御に関わるシスエレメントを検索したところ、-340から下流にT遺伝子の基本的な発現誘導を指令するエレメントが、また-986から-340の間には、分化誘導2日目以降に発現を抑制するためのエレメントが存在することがわかった。次に-165〜-127の配列をプローブに用いたゲルシフトアッセイを行なった結果、未分化な細胞および3日間懸濁培養した細胞の粗核抽出液ではシフトせず、T遺伝子が発現している培養後2日目の粗核抽出液で特異的にシフトするバンドを検出した。フットプリントによってさらに解析を進めると、結合部位は-156から-143であることがわかった。これらP19細胞を用いたin vitroの実験とは別に、in vivoでも5'上流を解析するために-986までの領域を連結したLacZ遺伝子を胚幹細胞へ導入し、染色体へ組み込まれた細胞を株化した。この細胞株を用いてキメラマウスを作製し、子宮より取り出してX-gal染色で解析したところ、T遺伝子が発現する原条の領域で特異的に染色細胞が観察された。しかし、前後軸に沿った前部や脊索では染色された細胞を検出できなかった。この結果は、原条と脊索ではT遺伝子の発現が別々に制御されており、脊索での発現に必要なエレメントが5'上流-986までの領域以外に存在する可能性を示している。