レトロウイルスベクターを用いたホメオボックス遺伝子の肢芽形態形成における機能解析

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我々は、ニワトリ胚肢芽において、HoxAクラスターのAbd-B遺伝子群が基部先端軸に沿って領域特異的に発現し、その発現境界が軟骨原基の分節的形成過程と一致することを見いだした。このことから、これらの遺伝子群は肢芽軟骨原基の分節的形成過程と、個々の軟骨原基の基部先端軸に沿った領域特異的な形態形成過程を支配していることが予想された。我々はそのうちの一つであり掌特異的に発現するHoxa-13を選び、上記の仮説を検証することを目指した。まず、軟骨原基の領域特異的形態形成能のHoxa-13による支配を証明するために、複製能を持つレトロウイルスベクターを用いてHoxa-13をニワトリ胚肢芽において異所的に強制発現させたところ、前腕骨の長骨が極端に短縮することが観察された。また、その骨は、長骨としての性質を失い、より先端部に形成される短骨の性質を示していた。以上の結果より、Hoxa-13は基部先端軸に沿った軟骨原基の領域特異的な形態形成を支配する制御因子であることが示された。次に、軟骨原基の分節的形成過程のHoxa-13による支配を証明することを目指した。我々は、この仮説を満たすための前提条件、前軟骨間充織細胞の接着性の差異がHoxa-13によって支配されていることを示すことを試みた。先述の遺伝子導入系を用いてHoxa-13を本来発現していない発生段階20の肢芽に強制発現し、単細胞に解離後混合培養を行ったところ、Hoxa-13陽性細胞同士が凝集することが明らかになった。このことから、Hoxa-13は肢芽前軟骨間充織細胞の細胞接着性を支配していることが示された。