肺芽の位置決定の分子機構の解析

予備実験において、Bmp-2,4.7のアンタゴニストであるNogginをニワトリ胚前腸の内蔵性中胚葉で強制発現させてBmpの機能阻害を行った結果、Hoxb-6の前方発現領域が前方へと拡大することを明らかにした。そこで本研究では、BmpによるHoxb-6発現調節機構の更なる解析を行った。Bmp-2,4,7の発現パターンをin situ hybridizationにより解析した結果、Bmp-2は前腸の腹側に存在する心臓の静脈洞、Bmp-4およびBmp-7は心臓および前腸の中胚葉で発現することを明らかにした。従って、前腸の腹側に存在する心臓と前腸がBmpシグナルの産生源であることが明らかになった。続いて、Bmp-2を前腸中胚葉で強制発現させるとNogginの強制発現とは逆にHoxb-6の発現が抑制されることが明らかになった。Bmp-2,4,7のシグナル入力を示すSmadのリン酸化を抗リン酸化Smad抗体により調べた結果、Hoxb-6前方発現境界周囲の内蔵性中胚葉でBmpシグナルの入力が確認された。そこで受容体Bmpr1aの変異型タンパクを前腸内蔵性中胚葉で強制発現させて前腸内蔵性中胚葉へのBmpシグナル入力を人為的に操作する実験を行った。恒常機能活性化型Bmpr1aの強制発現でBmpシグナルを異所的に入力させると、恒常機能活性化型Bmpr1a導入領域でHoxb-6の発現が抑制された。逆にドミナントネガティブBmpr1aの強制発現でBmpシグナルを阻害すると、ドミナントネガティブBmpr1aを導入した内蔵性中胚葉でHoxb-6の異所的発現が生じた。これらの結果から、心臓および内蔵性中胚葉で産生されたBmp-2,4,7のシグナルが内蔵性中胚葉で発現するBmp受容体を介してシグナルを入力することでHoxb-6の発現を抑制することが明らかになった。

予備実験において、Bmp-2,4.7のアンタゴニストであるNogginをニワトリ胚前腸の内蔵性中胚葉で強制発現させてBmpの機能阻害を行った結果、Hoxb-6の前方発現領域が前方へと拡大することを明らかにした。そこで本研究では、BmpによるHoxb-6発現調節機構の更なる解析を行った。Bmp-2,4,7の発現パターンをin situ hybridizationにより解析した結果、Bmp-2は前腸の腹側に存在する心臓の静脈洞、Bmp-4およびBmp-7は心臓および前腸の中胚葉で発現することを明らかにした。従って、前腸の腹側に存在する心臓と前腸がBmpシグナルの産生源であることが明らかになった。続いて、Bmp-2を前腸中胚葉で強制発現させるとNogginの強制発現とは逆にHoxb-6の発現が抑制されることが明らかになった。Bmp-2,4,7のシグナル入力を示すSmadのリン酸化を抗リン酸化Smad抗体により調べた結果、Hoxb-6前方発現境界周囲の内蔵性中胚葉でBmpシグナルの入力が確認された。そこで受容体Bmpr1aの変異型タンパクを前腸内蔵性中胚葉で強制発現させて前腸内蔵性中胚葉へのBmpシグナル入力を人為的に操作する実験を行った。恒常機能活性化型Bmpr1aの強制発現でBmpシグナルを異所的に入力させると、恒常機能活性化型Bmpr1a導入領域でHoxb-6の発現が抑制された。逆にドミナントネガティブBmpr1aの強制発現でBmpシグナルを阻害すると、ドミナントネガティブBmpr1aを導入した内蔵性中胚葉でHoxb-6の異所的発現が生じた。これらの結果から、心臓および内蔵性中胚葉で産生されたBmp-2,4,7のシグナルが内蔵性中胚葉で発現するBmp受容体を介してシグナルを入力することでHoxb-6の発現を抑制することが明らかになった。