ホヤ間充織特異的遺伝子群の発現と機能の網羅的解析

海鞘间充质特异性基因表达及功能综合分析

• 批准号: 03J61550
• 负责人: 徳岡 三紀
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J61550/
• 关键词: 細胞分化; 分子メカニズム; ホヤ; 中胚葉分化; 血球細胞分化; bHLH転写因子; Twist-like1; 発生運命転換; 発生生物学; FGFシグナル伝達

ホヤの成体の中胚葉組織の大部分は、幼生の間充織と呼ばれる細胞群に由来する。間充織は110細胞期胚のA7.6割球に由来する体幹側細胞とB8.5/B7.7割球に由来する狭義の間充織から成る組織である。しかし、幼生の組織が変態を経て幼若体の組織を形成するまでの過程でどのようなことが起こっているのかということに関しては、変態過程そのものに関する研究を除けば、ほとんど行われていない。これまでの知見から、ホヤ幼生における間充織の形成にTwist-like1というbHLH型転写因子が必要であることが示されている。そこで本研究では、幼生の組織が幼若体の組織を形成するまでの過程を知る一環として、Twist-like1の幼生の間充織形成に与えた影響が幼若体の組織形成の過程にも及ぶのかどうかを検証し、幼生の間充織が幼若体の組織を形成する過程で起こっている現象について解明することを試みた。まず、ユウレイボヤ、カタユウレイボヤの2種のユウレイボヤを用いて、A7.6、B8.5、B7.7由来間充織の成体における発生運命を追跡し、2種のユウレイボヤにおける幼生の間充織が成体の中胚葉組織の大部分を形成することを確認した。次に、Twist-like1が幼生の間充織分化に与えた影響が、幼若体組織の形成にまで及ぶのかどうかという検証を行った。Twist-like1の機能を阻害した結果、間充織由来の成体中胚葉組織のほぼ全てが失われることが分かった。なお、Twist-like1の機能を阻害すると、A7.6、B8.5割球に由来する細胞は幼生内胚葉へ、B8.5割球に由来する細胞は幼生筋肉へとその発生運命を転換させ、それぞれ新たな発生運命に従って幼若体組織を作り出すことが示された。以上の結果から、Twist-like1はホヤの成体中胚葉の幹細胞の形成に必要な転写因子であるといえる。

成年海鞘的大部分中胚层组织源自幼虫中称为间充质的细胞群。间充质是由源自110细胞胚胎的A7.6卵裂球的干细胞和源自B8.5/B7.7卵裂球的狭义间充质组成的组织。然而，除了对变态过程本身的研究外，对幼虫组织变态到幼体组织形成过程中发生的事情的研究却很少。先前的研究结果表明，bHLH 转录因子 Twist-like1 是海鞘幼虫间充质形成所必需的。因此，在本研究中，作为了解从幼虫组织到幼体组织形成过程的一部分，我们研究了Twist-like1对幼虫间质形成以及幼体组织形成过程的影响。我们试图检查幼虫的间质是否形成幼虫身体的组织。首先，我们使用玻璃海鞘（Ciona）和玻璃海鞘（Ciona）两种物种追踪了来自A7.6、B8.5和B7.7的间充质的发育命运，证实了海鞘的大部分中胚层组织。接下来，我们验证了Twist-like1对幼虫间充质分化的影响是否延伸到幼虫身体组织的形成。由于抑制Twist-like1的功能，发现几乎所有源自间充质的成体中胚层组织都丢失了。此外，当Twist-like1的功能受到抑制时，源自A7.6和B8.5卵裂球的细胞将其发育命运转变为幼虫内胚层，源自B8.5卵裂球的细胞将其发育命运转变为幼虫肌肉。被证明可以根据新的发育命运产生幼体组织。从以上结果可以说，Twist-like1是海鞘成体中胚层干细胞形成所需的转录因子。