魚類の筋発達における増殖因子の解明とその機能解析

鱼类肌肉发育中生长因子的阐明及其功能分析

• 批准号: 06J11517
• 负责人: 松本 桂奈
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J11517/
• 关键词: hox遺伝子; cdx遺伝子; ゼブラフィッシュ; 筋発達; 軸下筋; hox; cdx; 前後軸; 発生生物学; 筋肉形成; Hox遺伝子; Fgf情報伝達系

本研究では、ゼブラフィッシュを脊椎動物のモデルとして用い、頭尾軸上に沿って適切に筋肉が配置される機構を明らかにすることを目的としている。これまでに、hox遺伝子の機能阻害胚において、腹部筋肉の発達阻害されることを明らかにした。また昨年度は、cdx4遺伝子の機能阻害胚においては腹部筋肉の位置およびhox遺伝子の発現位置が後方化することを明らかにした。(1)hox遺伝子の機能亢進が腹部筋肉の発達に影響するかhox遺伝子のmRNAを胚に注入したhox遺伝子機能亢進胚において腹部筋肉の発達を調べたが、異所的な腹部筋肉の発達はみられなかった。hox遺伝子単独では腹部筋肉の発達に十分ではないことが示された。(2)hox遺伝子は筋発達のどの段階を調節するのかhox遺伝子の機能阻害胚において、軸下筋の前駆細胞で発現するマーカー遺伝子の発現解析を行い、hox遺伝子の影響を受ける遺伝子を調べた。その結果、筋分化マーカーmyf5の発現は、腹部筋肉の派生する第5体節腹側領域において著しく減少した。また、羊膜類において移動性の筋前駆細胞に発現するとされる1bx1は、正常胚において受精30時間以降に第5体節腹側領域で特に強い発現がみられたのに対し、hox遺伝子の機能阻害胚においてはこの強い発現はみられず、体節間で発現の差がみられなかった。一方、発生初期における体節での1bx1発現は正常胚とほぼ同様であった。この結果より、hox遣伝子は、筋前駆細胞のmyf5を介した筋分化、側板中胚葉の移動に必要であることがわかった。(3)CdxとFgfは腹部筋肉の調節においてするかfgf8遺伝子およびcdx4遺伝子は、ともにその機能欠如胚において腹部筋肉およびhox遺伝子の発現位置に影響をおよぼす。両遺伝子を阻害した胚においては、どちらか一方を阻害した胚より大幅な腹部筋肉の後方化がみられた。同様にhox遺伝子の発現位置も大きく変化した。これにより、両遺伝子が腹部筋肉の位置調節機構において協調的に働くことが示された。

在这项研究中，斑马鱼被用作脊椎动物的模型，目的是阐明沿着尾轴正确定位肌肉的机制。到目前为止，已经揭示了腹部肌肉的发育受到抑制HOX基因功能的胚胎的抑制。去年，我们还透露，在抑制CDX4基因功能的胚胎中，腹部肌肉的位置以及HOX基因表达的位置是逆行的。 （1）HOX基因的过度功能会影响腹部肌肉的发展？我们研究了注射HOX基因mRNA的高功能HOX基因胚胎中腹部肌肉的发育，但未观察到异位腹部肌肉发育。仅HOX基因已被证明不足以用于腹部肌肉发育。 （2）HOX基因调节肌肉发育的哪些阶段？在抑制HOX基因功能的胚胎中，进行了亚X.肌肉祖细胞中表达的标记基因的表达分析，并检查了受HOX基因影响的基因。结果，在第5个节的腹侧区域，肌肉分化标记MYF5的表达显着降低，该区域源自腹部肌肉。此外，据说1Bx1在羊膜膜的迁移肌肉祖细胞中表达，在正常胚胎中受精后，在第五SOM段的腹侧区域尤其强，但是在HOX基因的功能中未观察到这种强表达的表达在hox基因的功能中，并且在SOM表达之间没有差异。另一方面，发育早期阶段的体积中的1Bx1表达与正常胚胎几乎相同。这些结果表明，HOX面额是通过MyF5的肌肉祖细胞外侧中胚层的心肌分化和运动所必需的。 （3）CDX和FGF在腹部肌肉的调节中，或FGF8和CDX4基因都会影响缺乏其功能的胚胎中腹部肌肉和HOX基因的表达位置。在抑制这两个基因的胚胎中，观察到比抑制任何一个胚胎的腹部肌肉后部化更大。同样，HOX基因的表达位置也显着改变。这表明两个基因在腹部肌肉的位置机制中合作起作用。

项目成果

Anterior-posterior patterning of a hypazial muscle is control led by Fgf signaling and Hox gene function

下斜肌的前后模式由 Fgf 信号和 Hox 基因功能控制

• 发表时间: 2007
• 作者: Hatsumoto;K.;Kikuchi;K.;et al.
• 通讯作者: et al.