Xenopus初期胚におけるERK経路の活性化時間に応じた細胞運命決定機構の解析

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我々はアフリカツメガエルをモデル系に、中胚葉形成、神経組織形成におけるERK経路とそのネガティブフィードバックインヒビターSproutyの機能解析を行っている。アニマルキャップを用いた解析から、xSprouty2は、FGFによるERKの活性化を一過的にするのに対し、優勢不能型xSprouty2はERKの活性化をより持続的にした。原腸胚期にERKは背側領域で強く活性化していることが知られている。そこでSproutyが腹側領城でERKの活性化を抑制しているのではないかと考え、実験を行った。抗リン酸化ERK抗体を用いてウエスタンブロッティングしたところ、優勢不能型xSprouty2により、腹側でも背側同様強く持続的なERKの活性化が見られるようになった。このことは、原腸胚期Sproutyが腹側領域でERKの活性化を抑制していることを示唆している。またアニマルキャップをアクチビン(Nodalシグナルと同様の効果を持つ)で刺激すると、FGFの誘導を介したERKの活性化がみられる。この時、低濃度のアクチビンではERKの活性化は一過的なのに対し、高濃度のアクチビンではERKの活性化が持続的になることがわかった。さらに優勢不能型xSprouty2存在下で、低濃度のアクチビン刺激を行うと、ERKの活性化は持続的になることも明らかとなった。これらの結果は、Nodalシグナルの下流でSproutyが機能し、ERKの活性化状態の違いを作り出している可能性を示唆している。またXnr1 mRNAによる部分的な二次軸を、優勢不能型MEKが阻害するのに対し、野生型xSprouty2は阻害できなかったことや、ハイレベルなNodalシグナルによる腹側中胚葉の背側化を、野生型xSprouty2は抑制できなかったことから、SproutyはハイレベルなNodalシグナルの下流では阻害活性を持たないと考えている。今後は翻訳後修飾を中心に、背側(ハイレベルなNodalシグナル存在下)でSproutyが不活性な状態にあるのか検討していく予定である。