中軸骨格の部域特異的形態形成:原条における予定体節中胚葉の部域化機構

中轴骨骼的区域特异性形态发生：原条前节段中胚层的区域化机制

基本信息

批准号：
14034238
负责人：
青山裕彦
金额：
$ 4.35万
依托单位：
Hiroshima 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：
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

鳥類やほ乳類の胚発生において,体節に由来する中軸骨格がどのようにして部域化,すなわち胸部にのみ肋骨を持つよう運命づけられていくのか?その機構を知るためには,まず,そのような部域化が体節中胚葉の発生過程のいつどこで起きるかを明らかにしなければならない.これまで我々は,ニワトリウズラキメラ胚を用い、肋骨の形態を指標として実験を行ってきた。これは形態そのものを観察するという点で必須ではあるが、結果が得られるまで長時間かかることや,多かれ少なかれ見られる形態異常によるその解析の困難さなどの難点がある.今年度は,これを克服するため,部域特異的に発現するHox遺伝子の発現を部域化の指標とできるか検証した.発生段階4から5体節期(発生段階8^+)ニワトリ胚の原条より予定体節中胚葉領域を切り出しそれを正中矢状断して左右2つに分け,ひとつは直ちに,もうひとつは2日間in vitro培養後,RNAを抽出した,これから,RT-PCR法によってHoxA4,A5,A6,A7,D10,D13の発現を検出した.原条は発生段階が進むにつれ,頸部体節から胸部そして腰部体節へと,頭側から尾側へ順にその発生運命が変わっていく.Hox遺伝子の発現も,発生段階のよりあとの原条ほど,より尾側で発現するHox遺伝子の発現が見られた.また,2日間培養したものは,培養前よりも,より尾側で発現するHox遺伝子を発現するようになった.このことは,形態形成能において部域化していることが示された原条の予定体節中胚葉領域が,Hox遺伝子の発現能においても部域化していることを示している.このような分子マーカーを指標とすることにより,実験の期間の短縮がはかれ,より高い再現性が期待されるのみならず,in ovo実験に加えてin vitroの実験系の構築も可能となるのである.今後は,Hox遺伝子群をマーカーにin vitro実験系を活用し,体節中胚葉の部域化を引き起こす組織,因子を検索していきたい.

在鸟类和哺乳动物的胚胎发育过程中，源自体节的中轴骨骼是如何区域化的，即注定只在胸部有肋骨？要理解这个机制，我们首先要了解它的发生时间和地点。这种区域化发生在体节中胚层的发育过程中。迄今为止，我们已经使用鸡-鹌鹑嵌合体胚胎以肋骨形态为指标进行了实验。尽管这对于观察形态本身而言是必要的，但它具有一些缺点，例如需要很长时间才能获得结果，并且由于或多或少观察到的形态异常而难以分析结果，因此需要克服区域特异性表达。我们验证了Hox基因表达是否可以作为区域化的指标。我们从发育阶段4至5体节阶段（发育阶段8^+）的鸡胚原条中切除前体中胚层区域，并将其切片正中矢状方向分为左右两半，一侧立即，另一侧持续2天。体外培养后，提取RNA，通过RT-PCR检测HoxA4、A5、A6、A7、D10和D13的表达。随着发育阶段的进展，原条从颈体节转变为体节。胸部。然后，腰部体节的发育命运从颅侧转变为尾侧，关于Hox基因的表达，原条发育阶段越晚，Hox基因越尾侧表达2。培养1天的那些开始表达Hox基因，其表达量比培养前更多，这表明原条的早产体已被证明具有区域化的形态发生能力，这表明其结中胚层区域也被区域化。通过使用此类分子标记作为指标，不仅可以缩短实验周期并实现更高的重现性。除了卵细胞实验外，还可以构建体外实验系统。未来，我们将利用以Hox基因簇为标记的体外实验系统来确定引起体节中胚层区域化的组织和因素。我想继续寻找。