視床原基増殖期・神経核形成期を司る分子メカニズム

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本研究においては脊椎動物視床発生の分子機構を、特に増殖シグナル・位置情報を与える分子に着目して明らかにすることを目的としている。視床には各々が脳の他の部位と特異的な線維連絡をもつ神経核が多数存在する。視床の発生は、神経前駆/幹細胞が増殖してcellular templateを作る増殖期と細胞が分化・集合して神経核を作る神経核形成期とに分けることができる。Sonic hedgehog (Shh)ノックアウトマウスの解析によって、視床原基増殖期におけるShh→Fgf15→Tcf4カスケードによる増殖促進機構が示唆された(Ishibashi and McMhon,2002)。このカスケードにおける遺伝子発現制御の分子機構を明らかにするため、Fgf15遺伝子の調節領域と考えられるゲノム断片を単離した。この断片は、Shhシグナルを細胞内で核に伝達する因子GLIの結合配列に似た配列を含むだけでなく、神経管の中で脳になる部分を決定するのに重要と考えられているOTXの結合配列も含んでいた。この単離した断片がFgf15の発現に十分な調節領域を含んでいるか調べるためにlacZと融合させてトランスジェニックマウスを作成したところ、lacZの発現パターンはFgf15の発現パターンを再現していた。さらにこのゲノム断片をルシフェラーゼ遺伝子につないで、培養細胞を用いてアッセイを行ったところ、Shhシグナルに反応してルシフェラーゼ活性が上昇した。GLI結合配列に変異を導入しその結合能を欠失させたところ、ルシフェラーゼ活性の上昇が低下し、またトランスジェニックマウスにおける発現も消失した。これらの結果から、単離したゲノム断片はFgf15の脳における発現に十分な領域を含み、またその発現はShhによって直接誘導されることが示された。Shhはまた、視床原基における特徴的な発現パターンから,神経核形成期において位置情報を供給していることが示唆される。まず、視床神経核特異的に発現するホメオボックス型遺伝子等を単離するため、マウス胎児視床原基よりRNAを精製し、RT-PCRを行った。その結果、複数の遺伝子が単離された。