網膜錐体細胞発生に重要な遺伝子の同定と機能解析

视网膜锥细胞发育重要基因的鉴定和功能分析

• 批准号: 23790240
• 负责人: 村西 由紀
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka Bioscience Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23790240/
• 关键词: 転写因子; 網膜視細胞; 細胞運命; ノックアウトマウス; 発生・分化

網膜視細胞は、杆体と錐体の2種類の細胞から成っており、杆体細胞は暗所において光を検知する感度が高く、錐体細胞は明所において光と色彩を識別し、人の視覚は主に錐体細胞が担っている。錐体細胞は、胎生期初期に発生し、また杆体細胞に比べ錐体細胞の数は少ないため、その発生と維持のメカニズムはほとんど分かっていない。そこで、胎生期の網膜細胞で発現が強く、まだその機能が知られていない遺伝子に注目し、ノックアウト(KO)マウスを用いて生体レベルでその機能解析を行い、錐体細胞の発生・分化・維持の分子機構を解明することを目的とした。転写因子Raxは、胎生期の網膜前駆細胞に強く発現していることから、申請者はRax遺伝子のKOマウスを作製した。また、RaxのKOマウスは目が形成されないことから、視細胞特異的にコンディショナルノックアウト(CKO)マウスを作製し、Creの発現を時空間的に調節可能なCreERT2システムを用いた。胎生14.5日齢でRax遺伝子を欠損させた場合、視細胞の運命決定に重要である転写因子Otx2の発現が軟妙することを示した。RaxがOtx2の上流てで働き、視細胞の発生に重要であることを、分子生物学的および遺伝子工学的な手法を用いて解明した。まず、Otx2の視細胞発現調整領域の検索のためトランスジェニックマウスをい、約500bpの領域を同定した。この500bpの領域は転写因子Raxによって活性化されOtx2の発現を調節していること、また網膜前駆細胞が増殖している間は、この500bpの領域はNotch-HesシグナルによってRaxの活性が抑制されていることもまた解明した。以上から、転写因子Rax遺伝子が錐体細胞の発生時期である胎生期に重要である事を発見し、その分子制御メカニズムを解明し報告した(Muranishi et al. , J Neurosci., 2011, Muranishi et al., Dev Growth Differ.,_2012)。

视网膜感光细胞由两种类型的细胞组成：棒和锥。杆细胞对在黑暗的地方检测光很敏感，锥体区分光线的光和颜色，并且锥主要负责人类视力。由于锥体细胞发生在胚胎时期的早期，并且锥体细胞的数量小于棒细胞，因此其发育和维持的机制在很大程度上是未知的。因此，我们专注于在胚胎相中在视网膜细胞中高度表达的基因，其功能尚不清楚，并且使用基因敲除（KO）小鼠在生物学水平进行了功能分析，并旨在阐明墨西哥锥体细胞发育，分化和维持的分子机制。申请人创建了具有RAX基因的KO小鼠，因为转录因子RAX在胚胎阶段在视网膜祖细胞中强烈表达。此外，由于RAX KO小鼠不形成眼睛，因此专门针对感光细胞产生了条件敲除（CKO）小鼠，并使用CREERT2系统来调节CRE表达时空。胚胎年龄14.5天的RAX基因缺陷显示转录因子OTX2的软表达，这对于确定感光细胞的命运很重要。使用分子生物学和遗传工程技术阐明了RAX在光感受器细胞发展中的重要性。首先，放置转基因小鼠以寻找otx2的光感受器细胞表达调节区域，并鉴定出约500 bp的区域。还揭示了该500 bp区域被转录因子RAX激活以调节OTX2的表达，并且在视网膜祖细胞的增殖过程中，该500 bp区域被Notch-Hes信号抑制。从上面，我们发现在胎儿阶段，当锥体细胞开发出来时，转录因子RAX基因很重要，并且我们已经阐明并报告了其分子调节机制（Muranishi等，Jneurosci，2011，Muranishi等人，Muranishi等人，Muranishi等人，Dev Growthiator。，_2012）。

项目成果

転写因子RaxとNotch/Hesシグナルが網膜視細胞運命を制御する

转录因子 Rax 和 Notch/Hes 信号控制视网膜感光细胞命运

• 发表时间: 2011
• 作者: 村西由紀;寺田晃士;井上達也;加藤君子;辻井寿典;佐貫理佳子;黒川大輔;相澤慎一;玉置泰裕;古川貴久
• 通讯作者: 古川貴久

モデル動物利用マニュアル

模型动物使用手册

• 发表时间: 2010
• 作者: 大澤香奈子;森本一成;福村龍太郎
• 通讯作者: 福村龍太郎

Rax and Notch signal are essential for transacrtivation of Otx2 in retinal photoreceptor cell fate determination

Rax 和 Notch 信号对于视网膜感光细胞命运决定中 Otx2 的反式激活至关重要

• 发表时间: 2012
• 作者: 村西由紀;寺田晃士;井上達也;加藤君子;辻井寿典;佐貫理佳子;黒川大輔;相澤慎一;玉置泰裕;古川貴久
• 通讯作者: 古川貴久

Analysis of transcriptional regulatory pathways of photoreceptor genes by expression profiling of the Otx2-deficient retina.

• DOI: 10.1371/journal.pone.0019685
• 发表时间: 2011
• 期刊: PloS one
• 影响因子: 3.7
• 作者: Omori Y;Katoh K;Sato S;Muranishi Y;Chaya T;Onishi A;Minami T;Fujikado T;Furukawa T
• 通讯作者: Furukawa T

The functional role of Rax transcription factor for retinal cone photoreceptor development

Rax转录因子对视网膜锥光感受器发育的功能作用

• 发表时间: 2012
• 作者: Yoshihiro Omori;Kimiko Katoh;Shigeru Sato;Yuki Muranishi;Taro Chaya;Akishi Onishi;Takashi Minami;Takashi Fujikado;Takahisa Furukawa;Yuki Muranishi
• 通讯作者: Yuki Muranishi