視床下部、間脳における神経核パターン形成メカニズムの解明

阐明下丘脑和间脑神经核模式形成的机制

基本信息

批准号：
14658246
负责人：
森田規之
金额：
$ 1.66万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

間脳領域の神経組織構築の分子機構の一端を知るため、視蓋前域や視床で発現が認められるLIM/ホメオドメイン型転写因子lim1遺伝子の発現動態を指標として、小型魚類モデル動物ゼブラフィッシュの突然変異体の表現型スクリーニングを行った。雌性単為発生胚スクリーニングによって、視床、視蓋前域と菱脳でのlim1遺伝子の発現が激減する突然変異体hd706-05を新規に見いだすことができ、系統を維持している。この変異体の詳細な表現型を記述する目的で、前脳に発現する発生分化制御遺伝子群、脳領域マーカー遺伝子群の発現動態を組織化学的、分子形態学的に解析した。ゼブラフィッシュにおいて神経系の領域化次いで神経細胞分化が進行する受精後16.5、24、28時間の発生段階の胚に対してwhole-mount in situ hybridization法を施行し、lim1、fgf8、dlx2、pax6、hlx1、shh等の遺伝子について、二重染色in situ hybridization法も適用して遺伝子発現領域の重複性や相補性をも検討しつつ解析したところ、以下の表現型が明らかとなった。突然変異体hd706-05においては、shh陽性のzona limitans intrathalamica(背側視床と腹側視床の境界領域)が後背側に拡大する。終脳、間脳、後脳で発現が認められるdlx2遺伝子が、受精後16.5時間以降、間脳でのみ発現抑制される。視床下部におけるdlx2シグナル陽性細胞が受精後28時間で消失する。さらに抗アセチル化チュブリン抗体による神経細胞体や軸索の可視化によって、前交連等の前脳腹側の交連線維が正中線を越えて反対側に投射できない異常も見いだした。一連の解析から、間脳に特異的なdlx2遺伝子の発現制御機構が存在すること、dlx2遺伝子に依存するshh、lim1遺伝子の間脳領域での発現制御機構の存在が示唆された。

为了了解间脑区神经组织构建的部分分子机制，我们以顶盖前区和丘脑表达的LIM/同源域型转录因子lim1基因的表达动态为指标，在对小鱼模型动物斑马鱼进行了突变体的表型筛选。通过筛选雌性孤雌胚胎，我们发现了一种新的突变体hd706-05，其中丘脑、顶盖前区和菱脑中的lim1基因表达大幅降低，而谱系得以维持。为了描述该突变体的详细表型，我们从组织化学和分子形态学角度分析了前脑中表达的发育分化控制基因和脑区域标记基因的表达动态。为了对斑马鱼的神经系统进行区域化，我们对受精后 16.5、24 和 28 小时的发育阶段的胚胎进行了整体原位杂交，此时神经元分化正在进行，同时使用双基因分析了 hlx1 和 shh 等基因。通过原位杂交染色，同时检查基因表达区域的冗余性和互补性，揭示了以下表型。在突变体 hd706-05 中，shh 阳性丘脑内限制带（背侧丘脑和腹侧丘脑之间的边界区域）向后扩展。 dlx2基因在端脑、间脑和后脑中表达，受精后16.5小时后仅在间脑中受到抑制。下丘脑中的 dlx2 信号阳性细胞在受精后 28 小时消失。此外，通过使用抗乙酰化微管蛋白抗体可视化神经元细胞体和轴突，我们发现了一种异常现象，即前脑腹侧的连合纤维（例如前连合）无法穿过中线并投射到对侧。一系列分析表明存在间脑特异性调节dlx2基因表达的机制，并且存在依赖于dlx2基因的间脑区shh和lim1基因表达调节机制。