マウス初期胚における心筋の発生分化と自動能獲得の機序

早期小鼠胚胎心肌发育和自潜能获得的机制

• 批准号: 09877129
• 负责人: 外山 淳治
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09877129/
• 关键词: マウス胚; 心筋分化; イオンチャンネル; 臓側内胚葉; 増殖因子; 自発興奮; β受容体刺激; L-type Ca電流

哺乳類の心臓の初期発生に関与する因子を検討するために,原条期マウス胚を培養し,心筋特異的遺伝子(Nkx2.5,MLC2V,MLC2A),ミオシン重鎖蛋白(MHC)と心収縮の発現を指標として,心筋分化過程を解析した。胎生6.75・7.25日胚の原始外胚葉や中胚葉からの心筋分化には,臓側内胚葉(VE)の関与が必須であることが判明した。VEからのいかなる心理活性物質が,心筋分化に関与するかを解明するために,両生類やトリの心発生に関与すると報告されている増殖因子(GF : TGFβ1,TGFβ2,activinA,BMP2,FGF-2,PDGFBB,IFG-1)を培養液に加え,VEを除いた胎生6.75日胚を72時間培養して心筋分化を検討した。それぞれのGFの添加培養では,心筋特異的遺伝子発現に相違はなかったが、MHC産生率FGF-2.43%,PDGFBB 78%,IGFI 88%,TGFβ2とBMP25%,TGFβ1とactivinA0%,自発収縮発現率はそれぞれ19%,13%,22%,以下TGFβsuperfamilyは0%であった。GFは加えず,VEを付けて培養した胚のMHC産生率100%,自発収縮発現率30%と比比較すると,VEの生理活性物質はFGF2,PDGFBB,IGFIに類似した作用を持つ物質であることが示唆された。一方、胎生7.5日胚を培養し,正常発生と同様に,1日後(胎生では8.5日)に自発収縮を開始する心筋分化培養系を用いて,β受容体刺激に対する自発興奮頻度の反応を検討した。β受容体刺激による陽性変時作用は自発収縮開発直後より認められた。ついで,自発収縮開始後1日後(胎生9.5日)の原始心室筋細胞を単離してWhole-cell Clamp法でL-type Ca電流を記録した。β受容体刺激によりCa電流は63%増加した。従来,心発達段階早期ではβ受容体刺激に感受性が認められないとされていたが,本報告は,極めて早期の発生段階の検討であり意義あるものと考えられる。今後,自発収縮開始早期のイオンチャンネル分化とこれに影響を与える液性因子,信号伝達経路の発達についても明らかにして行く方針である。

Mammalian heart early development and related factors are discussed, protoplasts are cultured, muscle-specific genes (Nkx2.5, MLC2V, MLC2A), MHC and heart contraction development indicators are analyzed, and the differentiation process of heart muscle is analyzed. Embryo on 6.75·7.25 days after birth: primitive ectoblast, mesoblast, cardiac tendon differentiation, lateral endoblast (VE), close and necessary. VE was added to the culture medium and VE was removed from the embryo at 6.75 days of gestation. In addition, the expression of TGFβ 2, TGF β1, TGF β2, TGF β2, TGF β1 and TGFβsuperfamily was 2.43%, 78%, 88%, 25%, 0% respectively. The MHC production rate of embryos cultured with GF and VE was 100%, and the self-recovery rate was 30%. Compared with GF and VE, the physiologically active substances of VE, FGF2,PDGFBB and IGFI, had similar effects. The frequency of spontaneous excitation was investigated in the culture line of cardiac muscle differentiation, which was cultured at 7.5 days after birth, normal development and the same condition, and at 8.5 days after birth. beta receptor stimulation, positive timing, and self-contraction. L-type Ca currents were recorded by Whole-cell Clamp method in primitive ventricular muscle cells 1 day after contraction (9.5 days after birth). Ca current increased by 63% when β was stimulated by volume. In the past, the early stage of cardiac development was stimulated by β receptor, and the sensitivity was recognized. This report discussed the significance of the early stage of cardiac development. From now on, the early stage of self-development will be divided into three parts: the influence of liquid factors and the development of signal transmission channels.

项目成果

ARAI Akiko, YAMAMOTO Kiyoko,YAMAMURA Hideki, TOYAMA Junji: "Insulin promotes the differentiation of cardiac progenitor cells in the mouse embryos." Environmental Medicine. 40・2. 171-174 (1996)

ARAI Akiko、YAMAMOTO Kiyoko、YAMAMURA Hideki、TOYAMA Junji：“胰岛素促进小鼠胚胎中心脏祖细胞的分化”40・2（1996）。

ARAI Akiko, YAMAMOTO Kiyoko, TOYAMA Junji: "Murine cardiac progenitor cells require visceral embryonic endoderm and primitive streak for terminal differentiation." Developmental Dynamics. 210. 344-353 (1997)

ARAI Akiko、YAMAMOTO Kiyoko、TOYAMA Junji：“小鼠心脏祖细胞需要内脏胚胎内胚层和原条进行终末分化。”

ARAI Akiko, YAMAMOTO Kiyoko, TOYAMA Junji: "In vitro cardiac cell differentiation of gastrula mesoderms in mouse embryos." Environmental Medicine. 41・2. 114-116 (1997)

ARAI Akiko、YAMAMOTO Kiyoko、TOYAMA Junji：“小鼠胚胎中原肠胚中胚层的体外心脏细胞分化”41・2（1997）。

LIU Weiran, YASUI Kenji, ARAI Akiko, KAMIYA Kaichiro, TOYAMA Junji: "L-type calcium channel current in the embtyonic mouse heart" Environmental Medicine. 41・1. 70-71 (1997)

刘蔚然、安井贤二、新井晶子、神谷佳一郎、富山顺二：“小鼠胚胎心脏中的L型钙通道电流”环境医学41・1（1997）。