appendage形成のグランドプラン;魚類、鳥類、マウス交接器形成の分子進化

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外性器はappendage(付属肢)の一つであり、四肢、外性器、fin(ヒレ)間で発生遺伝子カスケードを解析することは発生学研究として重要である。哺乳類体幹部から発生する胎児外性器形成プロセスにおいては、外性器伸長を亢進させる細胞増殖因子群が重要である。哺乳類外性器が体幹部よりいかに伸長、分化を遂げて形成されるかコンディショナルノックアウト法等を駆使することによって、Bmp等細胞増殖因子群の機能解析を行い、伸長に抑制的に作用するBmp遺伝子群が同定された。更に繊維芽細胞増殖因子(FGF)、Sonic Hedgehog(Shh)などが発生初期の形態形成制御シグナル分子として、外性器器官形成において重要であることが我々の解析で分かってきた。哺乳類マウス胚、魚類カタヤシ胚に加えて鳥類胚としてニワトリ胚交接器の形成過程において、即ち総排泄腔の形成過程においてShh遺伝子が発現することを見出した。興味深いことに鳥類においては一般的に交接器は襞(ヒダ)状構造としてのみ形成されるが、一部の鳥類(Duck;白鳥等)においてはよく発達した交接器が形成される。よく発達した鳥類胚においては総排泄腔形成に重要なShh遺伝子に加えて一部の細胞増殖遺伝子が総排泄腔の一部に特異的に発現することが見出された。交接器としての形態がダイバージしているものの、交接器をそもそも形成させるための発生場としての形作り、総排泄腔の形成等に必要な遺伝子、そして交接器として伸長させるために上皮に発現する遺伝子、更に上皮と間葉の相互作用の様式などについて解析した。哺乳類マウス胚、及び魚類胚、更に鳥類胚においてソニックヘッジホッグの重要性が示された。また上皮性のShh遺伝子と相互に制御する間葉性遺伝子としてマウス胚、魚類胚などにおいて種々の遺伝子が同定され、それらの類似性、相違性について今後マウス胚においてはコンディショナルノックアウト法などを用いた解析、魚類胚、鳥類胚においては我々が開発した新たな遺伝子導入法(ソノポレーション法)を駆使して遺伝子カスケード解析を進めて行く必要がある。