四肢骨格形態の多様性形成機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

私は、“動物形態の多様性(種間差)を創出するメカニズム”を明らかにすることを目的に研究を進めてきた。特に、四肢の軛脚部(肘から手首、膝から足首までの領域)の骨格形態に着目し、異種間または前肢後肢間での形態差がどのような発生メカニズムによって生じるのかを研究してきた。これまでに、軛脚部におけるHoxd11/Hoxd12という遺伝子の発現時期と、骨格形態との間に相関がみられることが明らかにし、この2つの遺伝子の発現パターンの違いが骨格形態の多様性形成に寄与する可能性を示した。これらのHox遺伝子が、胚発生中の骨格形態形成過程のどのようなイベントに関わるのかを調べるために、ニワトリ胚の前肢および後肢を用いて軛脚部の2本の骨格それぞれの起源となる間充織細胞の性質の解析を行った。その結果、間充織細胞の軟骨分化の明らかな前肢後肢差がみられた。また、後肢でのみ2つの骨格形成領域間の違いもみられることがわかった。今年度さらに解析を進めた結果、St. 24以降の後肢軛脚部の間充織細胞での軟骨マーカー遺伝子の発現および細胞増殖活性に明らかな骨格形成領域間の違いがみられることがわかった。このタイミングは、後肢軛脚部でのHoxd11/Hoxd12の発現パターンが変化する時期とほぼ一致した。このことから、この2つの遺伝子がニワトリ胚後肢軛脚部における2本の骨格形成領域間の細胞の性質の違いに関与することが予想された。それを確かめるために培養細胞でのHoxd11/Hoxd12強制発現実験を行ったところ、細胞増殖活性に変化がみられた。以上の結果から、ニワトリ胚の軛脚部でのHox発現パターンの違いが細胞増殖活性に影響し、その後形成される最終的な形態差を生み出す可能性が示唆された。以上のことをまとめて、日本動物学会にて口頭発表を行った。多くの研究者と意見交換ができたことは、本研究にとって大きな収穫だった。