マウス四肢前後軸異常突然変異遺伝子のポジショナル・クローニング

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Shhは、神経管の底板や肢芽後端部、肺の上皮先端部などで発現する分泌性のタンパク質である。Shhやそのレセプターpatched(ptc)ノックアウトマウスの解析から、Shhシグナルはマウス胚発生において神経管の背腹軸の決定に重要な役割を果たしていることが示されている。しかし、両ノックアウトマウスとも神経管形成期に大きな形態異常を示しその後の器官形成が進まないことから、胎生後期におけるShhシグナルの機能を解析することは困難であった。平成12年度は、四肢や頭部など様々な形態異常を示すマウス突然変異mesenchymal dysplasia(mes)の発生遺伝学的解析を行った結果、mes突然変異はptc遺伝子内の32bpの欠失で、hypomorphなアリルであることを明かにした。さらに、コンパウンドヘテロ個体(ptc-/ptcmes)詳細な表現型の解析を行い、胎生後期におけるptcの機能解析を行った。特に、ptc-/ptcmes個体の表現型を解析したところ肺の形成不全が見られた。発生を追って肺の表現型を解析すると、発生17日以降上皮細胞の増殖に異常は見られないが、間葉細胞の過増殖が観察された。以上のことより、ptcは肺における間葉細胞の増殖抑制に関与していることが示唆された。また、ptc-/ptcmes個体は+/+個体と比較して約1,4倍体重が増加したが、特に背側や食道、気管の周りの間葉細胞の過増殖が観察された。しかし、ptc-/ptcmes個体においてShhの発現に異常は見られず、またスクレロトームの形成にも違いは見られなかったことから、ptcはShh発現領域から遠く離れた、そして分泌されたShhタンパクが届かないような細胞で発現し、細胞の増殖抑制に関与していることが示唆された。