ゼブラフィッシュのミュータント解折によるセロトニン神経発生機構の研究

斑马鱼突变体拆解研究血清素神经发生机制

基本信息

批准号：
12760203
负责人：
寺岡宏樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Rakuno Gakuen University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

摂食、睡眠など脳のセロトニン(5HT)神経機能の重要性についてはよく知られているが、その発生・分化・維持機構についての知見は不足している。本年度は、中枢5HT神経の発生機構について検討するため、既に発表されているが殆どその性状が知られいていない2種のゼブラフィッシュ(ゼブラ)ミュータントを中心として解析を加えた。1)12年度の本補助金によって我々が新規にクローニングした5HTの律速合成酵素であるトリプトファン水酸化酵素(zfTPHa)のIn situハイブリダイゼーションを用いたスクリーニングの結果、脊索や神経底板の一部に欠損を示すミュータント(仮名U111)の脳幹縫線核領域の5HT神経の欠損を発見した。U111はIslet-1やgata3など他の脳幹神経マーカーを欠損していたことから、5HT神経の特異的ミュータントではない。2)SSLPマーカーを用いて、U111がwinged helix型転写因子の1つ(仮名wh1)に点突然変異を持つことを見いだした。3)U111は神経底板と中脳の一部のwh1の発現低下を示した。Nodal関連遺伝子2の機能欠損ミュータントであるone-eyed pinheadのwh1の発現が消失していたことから、wh1はnodal関連遺伝子の下流にあるものと思われる。またU111は後期発生過程において、神経底板のsonic hedgehogとtiggy-winkle hedgehogの発現減弱を示した。これはヘッジホッグシグナル因子であるsmoothened欠損ミュータントであるslow muscle omittedと類似していた。4)既に一部の知覚神経欠損を示すとして報告されているミュータント(仮名U112)は視床下部にみられる3つの5HT神経をいずれも完全に欠損していた。またU112は5HT抗体染色、のmRNA発現レベルとも脳幹縫線核領域の5HT神経の顕著な変形を示し、中脳後脳境界領域にまとわりつくように発現していた。この変形はNkx2.2発現の変形と一致していた。これらの成績はnodal関連遺伝子の下流でwh1が神経底板のヘッジホッグシグナルの発現を介在し、その結果として縫線核5HT神経発生に関与することを示唆する。現在この機序をさらに検討中である。

尽管血清素 (5HT) 神经元功能（例如进食和睡眠）在大脑中的重要性众所周知，但对其发育、分化和维持机制仍缺乏了解。今年，为了研究中枢5HT神经的发育机制，我们重点研究了两种已经发表但其特性很大程度上未知的斑马鱼（斑马）突变体。 1）2012年我们利用本次资助新克隆的5HT限速合成酶色氨酸羟化酶（zfTPHa）的原位杂交筛选结果发现，它在脊索和神经底的部分区域存在缺陷我们发现突变体（化名：U111）脑干中缝核区域的 5HT 神经元存在缺陷。 U111不是5HT神经元的特定突变体，因为它缺乏其他脑干神经元标记，例如Islet-1和gata3。 2）利用SSLP标记，我们发现U111的一个翼状螺旋转录因子（化名：wh1）存在点突变。 3) U111在神经底板和部分中脑中显示wh1表达降低。由于 wh1 的表达在单眼针头（Nodal 相关基因 2 的功能缺失突变体）中丢失，因此 wh1 似乎位于 nodal 相关基因的下游。在发育后期，U111 还显示出神经底板中 sonic hidehog 和 tiggy-winkle hump 的表达减弱。这类似于省略了慢肌，这是一种缺乏平滑的突变体，即刺猬信号因子。 4) 一种突变体（化名：U112），据报道表现出一些感觉神经缺陷，完全缺乏下丘脑中发现的所有三个 5HT 神经。此外，根据5HT抗体染色和mRNA表达水平，U112显示脑干中缝核区域5HT神经元显着变形，并以围绕中脑-后脑边界区域的方式表达。该修饰与Nkx2.2表达的修饰一致。这些结果表明wh1介导节点相关基因下游神经底板中hedgehog信号的表达，因此参与中缝5HT神经发生。我们目前正在进一步研究这一机制。