リボザイム活性を持つウイルスを用いた肢芽形態形成時におけるHox遺伝子機能阻害

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TGF-β familyに属するBMP2/4は本来骨形成促進因子として単離さた因子であり、様々な発生過程において重要な機能をになっていることが知られている。四肢の形態形成過程において、BMP2はZPA領域、BMP4は予定細胞死領域と一致して発現することから、これらは肢芽の前後軸形成のsignalingあるいは間充織細胞のprogrammed cell death(apoptosis)に関与していることが予想された。今回我々は、virus vectorによって細胞内領域欠損型BMP受容体(以下deltaBMPR-Iと略)を肢芽間充織で強制発現させることによってBMP signalを阻害し、肢芽形成時におけるBMPの機能を明らかにすることを試みた。今回用いたdeltaBMPR-1はXenopusの初期発生時においてBMP4活性を阻害することがすでに明らかにされている。定法に従って複製可能なdeltaBMPR-1 virusを作成し、1.5日胚の予定後肢領域に感染させ後日表現型を解析した。7.5日胚では、第1指の前方と第4指の後方に過剰な間充織組織が形成され、10日胚では、本来消失するはずの指間のweb(水掻き)が残存していた。いずれもapoptosisによって間充織細胞が除去される領域であることから、肢芽形成時においてBMP2/4は間充織細胞のapoptosisのシグナル因子となっていることが示唆された。次にBMP2/4タンパクが肢芽水掻き間充織細胞の細胞死を誘導するのかin vitroで解析したところ、これらの投与によって細胞死が誘導された。他のTGF-β familyであるTGF-β1,Activinは細胞死を誘導しなかった。以上の結果より、BMP2/4は肢芽水掻き間充織のapoptosisを支配する特異的な因子であることが証明された。(課題名と内容が異なる理由は以上の通りです。申請書作成後に,マウスを用いたHoxa-13の遺伝子破壊実験が完了間近なことが判明し、リボザイムによる機能阻害は無意味であると判断しました。その代わりにその当時まだ行われていなかったBMP2/4の阻害実験を行いました。)