脊椎動物における咽頭・腸管内胚葉形成機構の解析

脊椎动物咽和肠内胚层形成机制分析

基本信息

批准号：
16027223
负责人：
菊池裕
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16027223/
关键词：
内胚葉 Casanova Eomesodermin Fgf ゼブラフィッシュ Notch 中胚葉

项目摘要

<ゼブラフィッシュの内胚葉細胞誘導におけるEomesodermin(T-box型転写制御因子)の機能解析>脊椎動物の初期発生において、三胚葉(外胚葉・中胚葉・内胚葉)の誘導は形態形成に必須の基本的現象であり、胚葉形成機構の解明は発生現象の理解に必要不可欠である。私達は遺伝学的解析により、内胚葉細胞誘導に必須の遺伝子であるcasanova(cas)は、Bonnie and clyde(Bon, Mix型転写制御因子)とFaust(Fau, Gata5転写制御因子)により発現が制御されていることを既に明らかにしている。しかし、BonとFauだけでは動物極の細胞でcasの発現を誘導することができないことから、casの発現制御には更に別の転写制御因子が必要であることが予想された。私達はcasのプロモーター領域の解析結果より、母性因子であるEomesoderminがcasの発現制御に重要であることを見出した。更にEomesoderminはBon, Fauと協調的に働き、casの発現を正に制御することを明らかにした。以上の結果より、cas遺伝子の発現は3つの転写制御因子(Eomesodermin, Bon, Fau)により制御されることを解明した。<Fgfシグナルによる内胚葉細胞誘導の制御>Nodalとその下流のFgfシグナルは、中胚葉細胞の誘導を正に制御することが報告されているが、内胚葉細胞誘導におけるFgfシグナルの機能は十分に解明されていない。そこで、私はFgfシグナルの阻害剤及び活性化型MEKを用いた阻害・活性化実験を行ったところ、Fgfシグナルを活性化すると内胚葉細胞数が減少し、逆に阻害すると内胚葉細胞数が増加することが明らかとなった。更にcasを過剰発現させると中胚葉特異的遺伝子の発現が抑制されるが、cas過剰発現とFgfシグナルの活性化を同時に行うと、中胚葉特異的遺伝子の発現がレスキューされた。以上の結果より、Nodalシグナルの下流に位置するFgfシグナルが内胚葉細胞の誘導を負に、Casが正に働くことにより中内胚葉前駆細胞から中胚葉細胞・内胚葉細胞へ分離するというモデルが考えられた。

<斑马鱼内胚层细胞中Eomesodermin（T-box型转录调节剂）诱导的功能分析>在脊椎动物的早期发育中，triderms的诱导（外胚层，中胚层和内胚层）是一种基本生成的基本原理，是对形成的形式的基本原理。我们已经通过遗传分析揭示了Casanova（CAS）是内胚层诱导的必不可少的基因，受Bonnie和Clyde（Bon，Mix型转录调节剂）和FAUST（FAU，GATA5转录调节剂）的调节。但是，由于仅BON和FAU不能诱导动物极点的细胞中CAS表达，因此可以预测，要调节CAS表达需要另一个转录调节剂。从对CAS启动子区域的分析中，我们发现母体因子Eomesodermin对于CAS表达控制很重要。此外，据揭示了eomesodermin与Bon和FAU协同工作，并积极调节CAS的表达。从上述结果中可以揭示出CAS基因的表达由三个转录调节剂（Eomesodermin，Bon，FAU）调节。 <FGF信号调节内胚细胞诱导>尽管据报道淋巴结及其下游FGF信号积极调节中胚层细胞诱导，但尚未完全了解内胚细胞中FGF信号诱导的功能。因此，我使用FGF信号的抑制剂进行了抑制和激活实验，并激活了MEK，并且发现FGF信号的激活减少了内胚层细胞的数量，相反，FGF信号的抑制会增加内胚层细胞的数量。此外，CAS的过表达抑制了中胚层特异性基因的表达，但是当CAS过表达和FGF信号同时执行时，挽救了中胚层特异性基因的表达。基于上述结果，被认为位于淋巴结信号下游的FGF信号会负诱导内胚层细胞，并且CAS的作用正与中胚层祖细胞分离为中胚层和内胚层细胞。