ゼブラフィッシュ中枢神経系構築機構の分子生物学

斑马鱼中枢神经系统构建机制的分子生物学

• 批准号: 08254218
• 负责人: 岡本 仁
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08254218/
• 关键词: LIM; ホメオドメイン型転写因子; Islet-3; ゼブラフィッシュ; 小脳形成機構; pax2; wntl; 中脳後脳境界部

LIM/homeodomain型転写因子のLIM domainは、通常homedomainのターゲットDNAへの結合を阻害しているが、特定の共役因子がこの部位に結合することにより阻害が解除され、homeodomainのターゲットDNAへの結合が可能となる、というモデルが提唱されている。我々はこのモデルに従い、眼と視蓋に特異的に発現するIslet-3のLIM領域のみをゼブラフイッシュ胚で過剰発現させ、共役因子を吸収することによって内因性Islet-3の機能を抑制する実験を行った。LIM過剰発現胚では、眼胞の欠失がみられた。正常発生過程で、中脳及び中脳・後脳境界の背側組織(翼板)は、発生過程でダイナミックな変形を示し、各々視蓋と小脳の原基へと分化する。LIM過剰発現胚では、この過程が阻害されており、視蓋及び小脳への区分化が起こらない。更に、本来小脳原基へと分化するはずの中脳・後脳境界部では、発生過程で細胞死が観られ、結果的に小脳原基が著明に低形成となった。正常胚では、wntl,eng2及びpax2などの遺伝子は、中脳及び中脳・後脳境界領域の分化を促進していることが分かっている。LIM過剰発現胚では、これらの遺伝子は受精後10時間目以後に正常胚と同じようにすべて発現するが、14時間目頃にまずwntlの発現が消失し、その後にeng2とpax2の発現も失われることが分かった。このことと、モザイク解析の結果などから、中脳及び中脳・後脳境界領域の分化においてIslet-3は、中脳・後脳境界部から放出される中脳分化促進因子(FGF8)に反応し、中脳がwntlを分泌する過程の維持に必須であること、さらにはwntlによって誘導される中脳起源の分泌因子(未同定)を介して、小脳原基の分化にも深く関わっていると考えらえる。

LIM结构域是LIM/同源域转录因子，通常会抑制Homedomain与靶DNA的结合，但是已经提出了一个模型，即当特定的共价因子与该位点结合时，释放了抑制，从而允许Homedomain与靶DNA结合。我们遵循该模型进行实验，以抑制内源性ISLET-3的功能，仅过表达胰岛3的LIM区域，该区域在斑马鱼胚胎中特异性表达，并吸收了共价因子。在LiM过表达的胚胎中观察到眼囊泡的缺失。在正常发育过程中，中脑和中脑 - 脑边界的背组织（翼板）在发育过程中表现出动态变形，并且每个都区分了tectum和cerebellar的原始。在LIM表达的胚胎中，该过程被抑制，并且没有分裂为底层和小脑。此外，在最初旨在区分小脑原始的中脑和后脑边界，在发育过程中观察到细胞死亡，导致小脑原发性发育不全。在正常胚胎中，已经发现WNTL，ENG2和PAX2等基因促进中脑和中脑 - 脑边界区域的分化。在LIM表达胚胎中，所有这些基因在受精后10小时后以与正常胚胎相同的方式表达，但发现WNTL的表达首先消失了14小时，然后ENG2和PAX2的表达也丢失了。基于此和镶嵌分析的结果，可以看出，胰岛3响应于从中脑和后脑边界区域中释放的中脑分化启动子（FGF8）响应，并且对于维持WNTL的中脑分泌的过程以及通过分离的界异常（偶然的杂物）而言，这对于维持中脑分泌的过程至关重要Wntl。

项目成果

Kikuchi Y: "Ocular and cerebellar defects in zebrafish induced by overexpression of the LIM domain of the Ilet-3 LIM/homeodomain protein." Neuron. (in press). (1997)

Kikuchi Y：“Ilet-3 LIM/同源域蛋白的 LIM 结构域过度表达引起斑马鱼的眼部和小脑缺陷。”

Okamoto H: "Basic Neuroscience in Invertebrate" Business Center for Academic Societies Japan, 367 (1996)

冈本 H：“无脊椎动物的基础神经科学”日本学术团体商业中心，367（1996）

Shimoda N: "Mermaid : a family of short interspersed repetitive elements widespread in vertebrates." Biochem Biophys Res Commun. 220. 226-232 (1996)

Shimoda N：“美人鱼：脊椎动物中广泛存在的短散布重复元素家族。”

Shimoda N: "Mermaid,a family of short interspersed repetitive element,is useful for the zebrafish genome mapping." Biochem Biophys Res Commun. 220. 233-237 (1996)

Shimoda N：“Mermaid 是一个短散布重复元件家族，对于斑马鱼基因组作图很有用。”

Kim C-H: "Neuron-specific expression of a chicken gicerin cDNA in transient transgenic zebrafish." Neurochem Res. 22. 231-237 (1996)

Kim C-H：“鸡甘油 cDNA 在瞬时转基因斑马鱼中的神经元特异性表达。”