先行中胚葉が生み出す伸展刺激の脊索形成における役割

前中胚层产生的拉伸刺激在脊索形成中的作用

• 批准号: 10J02090
• 负责人: 原 佑介
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02090/
• 关键词: 原腸陥入; 力学刺激; 細胞・組織移動; 力の測定; 脊索形成; Wnt/PCP; 力学的刺激; 細胞移動; レーザーアブレーション; 細胞極性; ガラス針を用いた力の測定

本研究はアフリカツメガエルの原腸胚における隣接した2種類の組織(先行中胚葉(LEM)、中軸中胚葉(AM))の関係をモデル系とし、胚発生における力の発生と、それが隣接する組織と後の発生現象に及ぼす影響を統合的に理解しようとしている。これまでの研究でLEMがAMより早く移動する事から、原腸陥入時にはLEMがAMを牽引している可能性が示されていた。また、AMにおいて見られる脊索形成はLEMの移動能が無いと失敗することが報告されていた。本研究はLEMの移動とAMの形態形成を結ぶ因子が「力」であると予想し、その二者の関係を研究していた。本年度は(1)(2)(3)の解析を行い、LEMの移動が生み出す伸展刺激がAMの形態形成を制御していることを実験的に示し、さらに既に報告されている分子メカニズムと本研究の間に密接な関係にある可能性を示した。(1)先行中胚葉が生み出す伸展刺激の存在を明らかにするマイクロガラスニードルによる力の計測系に加え、レーザーアブレーション法を用いてLEMおよびAM領域における力分布のマッピングを行った。その結果、LEMが移動できる条件のAMの方がLEMの移動がないAMに比べて切断の反動が大きい傾向にあることがわかった。さらに、中期原腸胚から側領域を切り出して、直後に見られる胚内の張力依存的な組織収縮の速度を定量的に解析した。その結果、胚がLEMが進めない状況に置かれている場合はAM領域の収縮が緩やかになることが分かった。この結果は、外植体・生体内両方においてAMがLEMの移動によって実際に伸展力を加えられていることを示している。(2)正常な原腸陥入における先行中胚葉の必要性の検証前年度に引き続きLEMの外科的除去やLEMの移動に必要な基質のノックダウンを通してLEMの移動阻害を行ったときの影響を全胚レベルで観察した。その結果、移動能をもつLEMがAMに対して伸展刺激を生み、その刺激を利用して正常な脊索形成に必要な細胞の整列や相互入り込みの制御をしている可能性が示された。(3)中軸中胚葉におけるWnt/PCPシグナル経路の働きとの関連を明らかにする過去の知見より、AMの形態形成にはWnt/PCPシグナル経路による細胞骨格やその関連因子の制御が重要であることが知られている。このシグナル経路による制御と本研究によって明らかになったLEMによる制御の関連を二重ノックダウン実験によって調べたところ、それぞれ単独でノックダウンしたときよりも、二重ノックダウンの影響が重篤であることが分かった。これより先行中胚葉の移動による脊索形成の制御機構はWnt/PCPシグナル経路と協調して働いていることが分かった。以上の結果は、生物の発生における力の発生と伝達およびその役割を示めす重要な結果である。現在、国際誌に論文を投稿中である。

This study aims to understand the relationship between two adjacent tissues (LEM and AM) in gastrula development, the development of force during embryo development, the development of adjacent tissues, and the effects of different factors on embryo development. This study shows the possibility that LEM may be moved early and pulled early. A. M. A. M. M. This study focuses on the relationship between the movement of LEM and the formation of AM. This year, the analysis of (1)(2)(3) shows that LEM movement produces extensional stimuli that control AM morphology. (1)The stress measurement system of the early mesoderm development and extension stimulation was developed by using LEM and AM field stress distribution. As a result, LEM is moving in the direction of AM and LEM. Quantitative analysis of the tension-dependent tissue contraction rate in the embryo at mid-stage and post-stage As a result, the LEM is in the middle of the situation, and the AM field is in the middle of the situation. As a result, explants and organisms are moving in the direction of AM and LEM, and extension forces are increasing. (2)The study of the necessity of early mesoderm in normal gut entry and the effect of surgical removal of LEM on the movement of LEM As a result, it is possible to use the mobile energy of LEM to generate AM-related stretching stimulation and utilize this stimulation to align and control the cells necessary for normal notochord formation. (3)The relationship between Wnt/PCP and cytoskeleton pathway in axonal mesoderm is important for understanding past knowledge and controlling Wnt/PCP pathway in AM morphogenesis. This paper studies the relationship between the control and the control of the circuit, and analyzes the relationship between the control and the control of the circuit. The control mechanism of notochordal formation is Wnt/PCP, the mechanism of notochordal formation is Wnt/PCP, the mechanism of notochordal formation is Wnt/PCP, the mechanism of notochordal formation is Wnt/PCP. The above results are important for the development of organisms. Now, the international journal papers submitted in.

项目成果

Mechanical force generated by leading edge mesoderm modulates collective cell polarization in axial mesoderm during Xenopus gastrulation

爪蟾原肠胚形成过程中前缘中胚层产生的机械力调节轴向中胚层的集体细胞极化

• 发表时间: 2010
• 作者: Nakajima;Y.;Yusuke Hara
• 通讯作者: Yusuke Hara

Function analysis of mechanical force generated by leading edge mesoderm in Xenopus gastrulation

非洲爪蟾原肠胚形成前缘中胚层产生的机械力的作用分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 中島保寿;疋田吉識;Yusuke Hara
• 通讯作者: Yusuke Hara

Physical forces generated by directional cell migration of the leading-edge mesoderm organize notochord formation during xenopus gastrulation

爪蟾原肠胚形成过程中前缘中胚层定向细胞迁移产生的物理力组织脊索形成

• 发表时间: 2013
• 作者: 遠藤秀紀;中島保寿;林昭次;西條辰義・二本杉剛;Yusuke Hara
• 通讯作者: Yusuke Hara

Characterization of the physical force generated by the leading edge mesoderm during Xenopus gastrulation

非洲爪蟾原肠胚形成过程中前缘中胚层产生的物理力的表征

• 发表时间: 2012
• 作者: 上條良夫;竹内あい;二本杉剛;Yusuke Hara
• 通讯作者: Yusuke Hara

Analysis of mechanical force generated by leading edge mesoderm in Xenopus gastrulation

爪蟾原肠胚形成过程中前缘中胚层产生的机械力分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 中島保寿;疋田吉識;Yusuke Hara;Yusuke Hara
• 通讯作者: Yusuke Hara