脊椎動物の眼の初期発生機構の解析

脊椎动物眼睛的早期发育机制分析

• 批准号: 14034265
• 负责人: 古川 貴久
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Osaka Bioscience Institute
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14034265/
• 关键词: 発生・分化; 眼; 遺伝子; 再生; 中枢神経系

我々の生活にとって、視覚は欠くことの出来ない重要な機能であり、視覚という極めて緻密な機能を司る眼の形成の分子機構は、重要な研究課題である。本研究では、近年我々を含むいくつかのグループにより同定された転写因子raxに着目した。Raxは、眼の形成過程の最上流で機能する分子の1つであることから、raxにより誘導される因子の同定、機能解析は、眼発生分子機構の解明につながると考えられる。近年、アフリカツメガエルの系において、raxの大量発現による、眼胞由来の組織である網膜色素上皮の異所的形成が報告された。そこで我々は、raxを大量発現させたツメガエル由来の培養組織片(アニマルキャップ)を用いてraxの下流因子の探索を試みた。まず、raxとsmad10の共発現により、アフリカツメガエル初期胚において眼の異所的形成が引き起こされること、アニマルキャップ中において神経、眼のマーカーとなる遺伝子が誘導発現することを見い出した。これにより、正常発生における眼の遺伝子発現がアニマルキャップ中に再現されていると考え、raxとsmad10が共発現したアニマルキャップを材料として用いてアフリカツメガエルcDNAのマクロアレイをスクリーニングし、raxにより誘導される遺伝子を2つ同定して、1つがHMG遺伝子であることを明らかにした。さらに、アフリカツメガエル初期胚を用いてHMGの大量発現、遺伝子機能欠損実験を行い、HMGが眼の初期発生に非常に重要な役割をもつことを明らかにした。また、HMGを大量発現させたアフリカツメガエル初期胚が眼の巨大化という表現型を示したことから、HMGが網膜前駆細胞の増殖に関与することが強く示唆された。これまで、HMGの固体発生における機能はよく分っていない。本研究は、転写因子raxがHMGを介して細胞増殖を制御することと、HMG遺伝子の固体発生における機能の一端を示唆した。

视觉视觉是我们生活中必不可少且重要的功能，而眼睛形成的分子机制（控制着视力的极为精确功能）是一个重要的研究主题。在这项研究中，我们专注于转录因子RAX，近年来，包括我们在内的几个小组已经确定了转录因子。由于RAX是眼睛形成过程中最上游的分子之一，因此人们认为，RAX诱导的因子的鉴定和功能分析将导致阐明眼睛发育的分子机制。近年来，由于大量的RAX表达，已在Xenopus Systems中报道了视网膜色素上皮的异位形成是一种源自眼睑的组织。因此，我们尝试使用源自爪诺邦的培养组织碎片（动物帽）来寻找RAX的下游因子，该组织表达了大量的RAX。首先，我们发现RAX和SMAD10的共表达会在早期的异爪蟾胚胎中引起眼睛的异位形成，并且在动物盖中诱导了作为神经和眼的标记的基因。这表明在正常发育过程中的眼基因表达在动物帽中重现，我们使用RAX和SMAD10共表达的动物帽筛选了Xenopus cDNA的宏观阵列，并确定了RAX诱导的两个基因，表明一个是HMG基因。此外，我们使用爪蟾胚胎进行了HMG的广泛表达，并进行了基因功能缺乏实验，揭示了HMG在早期眼睛发育中具有非常重要的作用。此外，具有高HMG表达HMG的早期Xenopus胚胎表现出眼部巨型化的表型，该表型强烈建议HMG参与视网膜祖细胞的增殖。到目前为止，HMG在固态发展中的功能尚不清楚。这项研究表明，转录因子RAX通过HMG调节细胞增殖，也是HMG基因在固体发育中的功能的一部分。

项目成果

Furukawa, A: "The mouse Crx5' upstream transgene sequence directs a cell-specific and developmentally regulated expression in retinal photoreceptor cells"J of neuroscience. 22・7. 8 (2002)

Furukawa, A：“小鼠 Crx5 上游转基因序列指导视网膜感光细胞中的细胞特异性和发育调节表达”J of Neuroscience 22·7.8 (2002)。

Nishida, A: "Otx2 homeobox gene controls retinal photoreceptor cell fate and pineal gland development"Nature Neuroscience. 6・12. 1255-1263 (2003)

Nishida, A：“Otx2 同源盒基因控制视网膜感光细胞命运和松果体发育”《自然神经科学》6·12 1255-1263（2003）。