鳥類胚頭部神経堤細胞の形成メカニズムの解析

禽胚胎头部神经嵴细胞形成机制分析

基本信息

批准号：
16027201
负责人：
若松義雄
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Tohoku 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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

神経堤細胞は脊椎動物にのみ見られる細胞集団で、神経外胚葉と表皮外胚葉の境界部に形成され、脱上皮化、移動の後にさまざまな組織の形成に関わっている。頭部神経堤は末しょう神経系や色素細胞などに加え、顎を含む頭部骨格の大部分を形成することから、脊椎動物の頭部形成に極めて大きな貢献をしている。これまでに、鳥類胚の頭部神経堤細胞の形成制御メカニズムについて解析をおこない、Notch、BMP、Wntといったシグナルがどのように頭部神経堤の形成に関与するのかについて明らかにしてきた。BMP、Wmtシグナルによる神経堤におけるSnail2遺伝子の発現制御に関しては論文として発表した(Sakai et al., 2005)。その結果をふまえ、今年度は神経堤で特異的な転写因子であるSox9とSnail2の発現がどのようにして制御されているかについて解析を進めた。研究成果今年度の解析により、(1)Snail2と同様にSox9遺伝子の発現もBMPシグナルによって誘導されること、(2)Sox9遺伝子の機能が神経堤形成に必要であること、(3)Snail2蛋白質はSox9蛋白質と結合してSnail2遺伝子の上流領域に結合し、その転写を活性化すること、(4)Sox9やSnail2の転写活性化能がcAMP依存性キナーゼ(PKA)によって活性化されること、(5)PKAによるSox9蛋白質のリン酸化が神経堤細胞の脱上皮化に必要であること、(6)PKAシグナルの活性化が神経堤の形成に必要であること等を明らかにした。また、FGFシグナルの活性についても検討をおこない、(1)FGFシグナルがBMPシグナルやSox9の強制発現による神経堤誘導を抑制することや、(2)この場合のFGFシグナルがRas/MAPキナーゼ経路とPI3キナーゼ/Akt経路の両方を使って伝達されていること等が明らかとなった。これらの研究により、神経堤が外胚葉の特定の領域にのみ誘導されるのは、これらのシグナルや転写制御因子の相互作用によるものであることがわかった。

神经嵴细胞是仅存在于脊椎动物中的细胞群，形成于神经外胚层和表皮外胚层的边界处，脱上皮和迁移后参与多种组织的形成。颅神经嵴对脊椎动物头部的形成做出了极其重要的贡献，因为它形成了大部分颅骨，包括颌骨，以及周围神经系统和色素细胞。迄今为止，我们已经分析了禽类胚胎中控制颅神经嵴细胞形成的机制，并阐明了Notch、BMP和Wnt等信号如何参与颅神经嵴细胞的形成。我们发表了一篇关于通过 BMP 和 Wmt 信号调节神经嵴中 Snail2 基因表达的论文 (Sakai et al., 2005)。基于这些结果，今年我们继续分析神经嵴中特定转录因子Sox9和Snail2的表达是如何受到调节的。研究结果今年的分析表明，(1) Sox9 基因的表达与 Snail2 一样，是由 BMP 信号诱导的，(2) Sox9 基因的功能对于神经嵴的形成是必需的，(3) Snail2 蛋白结合与 Sox9 蛋白结合，与 Snail2 基因的上游区域结合，并激活其转录。 (4) Sox9 和 Snail2 的转录激活能力由 cAMP 依赖性激酶 (PKA) 激活。 (5) Sox9 蛋白被 PKA 磷酸化是神经嵴细胞去上皮化所必需的。 (6) PKA 信号激活是必需的。用于神经嵴的形成。我们还研究了 FGF 信号的活性，发现 (1) FGF 信号通过 BMP 信号和 Sox9 的强制表达来抑制神经嵴诱导，(2) 在这种情况下，FGF 信号与 Ras/MAP 激酶通路相关。很明显，信号是通过 PI3 激酶/Akt 途径传递的。这些研究表明，由于这些信号和转录调节因子的相互作用，神经嵴仅在外胚层的特定区域被诱导。