組織構築の起点としての外胚葉シート形成の解析

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本研究は、脊椎動物の発生において三次元的な胚体の組織構築の起点である外胚葉のシート構造形成の意義を明らかにするため、両生類胚を用いた解析を進めている。両生類胚は比較的大型・水中で発生するため扱いやすく、外胚葉の構造が近縁の有尾類（単層）と無尾類（重層）で異なる等、本研究にとっての利点がいくつかある。最初に、あまり調べられていない有尾両生類（アカハライモリ）の単層外胚葉形成の仕組みについて調べた。まずアカハライモリ外胚葉の形成過程を組織学的に調べたところ、外胚葉シートは一時的に非上皮細胞を少量含む重層上皮になるものの、多くの胚発生段階で単層上皮を維持し、最終的には完全な単層上皮を形成することが確認された。次に単層上皮組織構造維持のメカニズムを探るため外胚葉細胞の有糸分裂紡錘体の配向を解析したところ、細胞の形に関わらず、多くの細胞が一貫して上皮のapical表面に対し水平方向に分裂していた。これは細胞の長軸方向に分裂が起こるツメガエルとは異なる機構であり、単層上皮構造を維持する主要な原理であると考えられる。さらに非上皮化した細胞が最終的に見られなくなる理由を調べるため、上皮細胞apical表面をビオチンラベルした胚の組織学的解析や細胞膜GFPにより一部ラベルした胚のtime-lapse撮影による細胞系譜追跡を試みたところ、外胚葉内層から外層への挿入（間葉上皮転換）が起こることが示された。以上の結果から、細胞分裂方向制御と間葉上皮転換の2つがアカハライモリの単層外胚葉の形成機構であることが明らかになった。