脊椎動物の前脳における領域特異性決定機構の解明

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本年度は、終脳における部域化のしくみについて詳細に解析を行った。脊椎動物の終脳は発生の早い段階で、主に大脳皮質が発生する終脳外套部と、大脳基底核を生ずる終脳腹側部に区画される。これまでの研究で、終脳腹側端、および視床下部領域から分泌されるソニックヘジホッグの作用によって、腹側部と背側部(外套部)の差別化が行われるとされていた。しかしながら、ソニックヘジホッグをエレクトロポレーションによって終脳胞に作用させると、終脳はすべて視床下部の形質を発現するようになり、終脳と視床下部は神経管における背腹の関係にあるという説を支持した。次に、変異レセプターを用いて弱く活性化すると、終脳腹側部の形質が散発的に発現されたが、反応性の部域差から終脳胞のプレパターン化が示唆された。そこで、プレパターンを制御する因子として、Wntシグナルに着目し、過剰発現、および機能阻害実験を行ったところ、Wntシグナルは終脳外套部を正に、腹側部を負に制御することが明らかとなった。さらに、ヘジホッグシグナル経路の相関を詳しく検討したところ、たしかにWntシグナルはソニックヘジホッグの上流で作用していることを支持する結果を得た。実際に作用しているWntリガンドを検討するために、様々な発生ステージでWntシグナルの機能阻害実験を行ったところ、ソニックヘジホッグ発現、さらには終脳胞が形成される以前に作用するWntシグナルが終脳胞をプレパターン化していると考えられた。Wntリガンド群は、終脳背側端を含め発達中の終脳胞をとりまく様々な部域で発現しているが、作用時期を考慮すると初期神経板の前後軸に沿ったパターン形成を制御するWntシグナルの作用の一端とするのが妥当であると考えられた。この結果により、終脳は最初に前後軸に沿って領域化され、それが将来の終脳腹側部、背側部の形質獲得の基盤となっていることが示唆された。これらの結果は論文にまとめ、投稿準備中である。