中脳小脳形成を支配する相互誘導作用

控制中脑小脑形成的相互感应

• 批准号: 10220207
• 负责人: 岡本 仁
• 金额: $ 28.61万
• 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 Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10220207/
• 关键词: ゼブラフィッシュ; 中脳・後脳境界部; LIM領域; ホメオドメイン; Differential Display; 視蓋; 小脳; Fgf; 後脳; 神経管形成; LIM; ホメオドメイン蛋白; lslet-3; 分化誘導因子; サブトラクション; 中脳; Ordered Differential display; Islet-3; ディファレンシャルディスプレー; 中脳形成; 中脳・後脳境界; diffential display; 領域特界化; 中脳分化

我々はゼブラフィッシュ胚で、中脳と中脳・後脳境界部に由来する視蓋と小脳の発生を制御するIslet-3下流で働く新規因子群の探索を行い、2種類の新規蛋白を同定した。視蓋及びMHB形成におけるCnpy1の働きを明らかにするためにアンチセンスモルフォリノオリゴによるノックダウン実験を行ったところ、視蓋の低形成及びMHBの形成が見られなくなることが分かった。視蓋及びMHBの形成にはFgf8が重要な役割を担っていることが知られている。そこで、Fgf8とCnpy1との関連を探るためにFgfシグナルを媒介するリン酸化型(活性型)Erk量について調べてみたところ、cnpy1ノックダウン胚において活性型Erkが減少していることが分かった。正常胚の中脳胞前方付近にFgf8に浸したビーズを埋め込むと、ビーズから拡散したFgf8によって異所的なengrailed2a(eng2a)の発現が中脳胞全体的に誘導される。同様の実験をcnpy1ノックダウン胚において行ったところ、異所的なeng2aの発現がほとんど見られなくなることが分かった。また、Fgf受容体の細胞内ドメインのみからなり、薬剤(AP20187)処理によって二量体化することでFgfシグナルを活性化できるiFGFR1によってもeng2aの異所的な発現を誘導することができる。この実験をcnpy1ノックダウン胚において行ったところ、ビーズ実験の時とは異なり正常胚と同様にcnpy1ノックダウン胚においても異所的なeng2aの発現を誘導することができた。これらの結果から、Cnpy1はFgfシグナルに直接的に関与する因子であり、細胞外で働いていると考えられる。Cnpy1はFgfあるいはFgf受容体と相互作用することでFgfシグナルを促進する働きを担っていると思われる。

在斑马鱼胚胎中，我们寻找了一组作用于 Islet-3（控制源自中脑和中脑/后脑边界的视顶盖和小脑的发育）下游的新因子，并鉴定了两种新的蛋白质。为了阐明Cnpy1在视顶盖和MHB形成中的作用，利用反义吗啉寡核苷酸进行了敲低实验，发现视顶盖发育不全和MHB形成被消除。 Fgf8 已知在视顶盖和 MHB 的形成中发挥重要作用。因此，为了探讨Fgf8和Cnpy1之间的关系，我们研究了介导Fgf信号的磷酸化（活性）Erk的量，发现在cnpy1敲低胚胎中活性Erk减少。当将浸泡在 Fgf8 中的珠子植入正常胚胎中中脑囊泡的前部附近时，从珠子中扩散的 Fgf8 会诱导 engrailed2a (eng2a) 在整个中脑囊泡中异位表达。当在 cnpy1 敲低胚胎中进行类似实验时，我们发现异位 eng2a 表达几乎完全不存在。 eng2a 的异位表达也可以由 iFGFR1 诱导，iFGFR1 仅由 Fgf 受体的胞内结构域组成，可以通过药物 (AP20187) 处理二聚化来激活 Fgf 信号。当这个实验在 cnpy1 敲低胚胎中进行时，与珠实验不同，我们能够在 cnpy1 敲低胚胎以及正常胚胎中诱导异位 eng2a 表达。这些结果表明 Cnpy1 是直接参与 Fgf 信号传导并在细胞外发挥作用的因子。 Cnpy1 似乎通过与 Fgf 或 Fgf 受体相互作用来促进 Fgf 信号传导。

项目成果

Feinstein, Y., et al: "F-spondin and mindin : two structurally and functionally related genes expressed in the hipocampus that promote outgrowth of embryonic hippocampal neurons"Development. 126. 3637-3648 (1999)

Feinstein, Y. 等人：“F-spondin 和 Mindin：在海马中表达的两个结构和功能相关的基因，促进胚胎海马神经元的生长”。

Higashijima, S., et al: "Visualization of cranial motor neurons in live transgenic zebrafish expressing GFP under the control of the Islet-1 promoter/enhancer"The Journal of Neuroscience. 20(1). 206-218 (2000)

Higashijima, S. 等人：“在 Islet-1 启动子/增强子的控制下表达 GFP 的活转基因斑马鱼中颅运动神经元的可视化”神经科学杂志。

和田浩則, 岩崎美樹, 岡本仁: "突然変異単離による神経発生機構の遺伝的解析"神経研究の進歩. 47(6). 814-822 (2003)

Hironori Wada、Miki Iwasaki、Hitoshi Okamoto：“通过突变分离对神经发生机制进行遗传分析”神经学研究进展 47(6) (2003)。

安藤秀樹, 古田寿昭, 岡本仁: "新規ケージド技術を用いた遺伝子の光によるスイッチオン/オフ技術"生化学. 75(9). 1251-1254 (2003)

Hideki Ando、Toshiaki Furuta、Hitoshi Okamoto：“利用新型笼式技术的光诱导基因开关技术”，生物化学 75(9)。

Hirate, Y., Mieda, M., Harada, T., Yamasu, K., Okamoto, H.: "Identification of ephrin-A3 and novel genes specific to the midbrain-MHB in embryonic zebrafish by ordered differential display"Mechanisms of Development. 107. 83-96 (2001)

Hirate, Y.、Mieda, M.、Harada, T.、Yamasu, K.、Okamoto, H.：“通过有序差异显示鉴定胚胎斑马鱼中的肝配蛋白-A3 和中脑-MHB 特异性新基因”