哺乳類の体軸形成メカニズムの解析

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脊椎動物の体に存在する3つの体軸の中でも、前後軸の決定は最初になされる軸形成であり、それに従って、形態形成が進行する。これまでの解析から、マウスでは、着床直後の胎齢5.5日胚のもっとも遠位に存在する臓側内胚葉(遠位臓側内胚葉:DVE: distal visceral endoderm)が一方の近位に移動し、前方臓側内胚葉(AVE: anterior visceral endoderm)を誘導することで、前後軸が決定されると考えられている。また、このDVE細胞の移動にWntシグナル勾配が関与することが明らかとなっている。そこで本研究では、(1)DVEがどのようにして誘導されるのか、(2)DVE細胞の前方への移動がどのようにWntシグナル勾配に制御されているかという点を切り口に、哺乳類の体軸形成機構を時間・空間的に理解することを目的とする。本年は昨年度までに確立した着床直後のマウス胚培養法およびライブイメージングを用いた解析により、DVEの誘導には外から胚本体にかかる空間的な圧迫が必要であることが分かった。さらにDNAマイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析の結果、その外からの圧迫の有無で、DVEマーカー以外の遺伝子発現に変化がないことが分かった。以上のことから、外的な力学的要因が胚に加わることで、遺伝子発現の変化を伴うことなく、DVEが誘導され、胚の前後軸形成が進行することが示された。また、Wntシグナル遺伝子変異マウスを用いて、Wntシグナルが直接的に制御している遺伝子の探索を行った。これらの解析の結果、Wntシグナル勾配により細胞外基質の空間的局在パターンが制御され、そのパターンが生ずることでDVE細胞の移動を促進し、前後軸の形成が誘導されることを強く示唆する結果を得た。