マウスSox2の遺伝子操作にもとづいた前部神経板成立機構の研究

基于小鼠Sox2基因操作的前神经板形成机制研究

• 批准号: 06J09193
• 负责人: 岩渕 真木子
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J09193/
• 关键词: Sox2遺伝子; 発生生物学; エンハンサー解析; ノックアウトマウス; 神経板; 細胞分化; ニワトリ胚; エンハンサー

Sox2遺伝子は、初期胚から神経系形成過程において発現される。その発現は、複数の時期・領域特異的な制御領域(エンハンサー)によって制御される。初期胚ではエンハンサーN-2が主な役割を果たし、その活性は胚盤葉上層から前部神経板へと引き継がれる。中枢神経系の原基である神経板が、どのようなしくみで胚盤葉上層から形成されるのか。この問題を明らかにするために、Sox2遺伝子の転写制御機構(エンハンサーN-2)を解析した。前年度までに、エンハンサーN-2が、POUファミリーに属する因子とOTX2、そして当時未同定であった因子Xの協同的な作用によって活性化されることを示した。本年度は、この活性化機構が、胚発生の過程でどのように変化するのか解析を進めた。クラスVPOU因子が活性をもつES細胞や胚盤葉上層では、エンハンサーN-2の活性化はOTX2を必要としないこと、しかしクラスIII POU因子を発現する前部神経板ではOTX2依存性になることを見出した。胚の中でのこれらの因子の発現の遷移がよく対応することから、クラスVからクラスIIIへのPOU因子の切り換えが前部神経板の成立に重要であるというモデルを示した。このダイナミックな転写制御の切り換えの発見は、細胞分化における同じファミリーに属する転写因子のクラス間の切替えの重要性を示す。さらに、因子Xが、これまで初期胚発生ではあまり注目されることのなかったZIC2/3であることを突き止め、ZIC、POU、OTX2因子の協同作用による、神経板形成期の発生制御機構を示した。

Sox2 基因在早期胚胎的神经系统形成过程中表达。其表达受多个时间和区域特异性控制区（增强子）控制。在早期胚胎中，增强子N-2起着主要作用，其活性从外胚层遗传到前神经板。神经板（中枢神经系统的原基）是如何由外胚层形成的？为了澄清这个问题，我们分析了Sox2基因的转录控制机制（增强子N-2）。去年，我们发现增强子N-2是通过属于POU家族的因子、OTX2和因子X的协同作用而被激活的，但当时尚未确定。今年，我们分析了这种激活机制在胚胎发育过程中如何变化。我发现，在 VPOU 类因子活跃的 ES 细胞和外胚层中，增强子 N-2 的激活不需要 OTX2，但在表达 III 类 POU 因子的前神经板中，增强子 N-2 的激活则依赖于 OTX2。由于这些因子在胚胎中的表达转变非常一致，我们提出了一个模型，其中 POU 因子从 V 类到 III 类的转换对于前神经板的建立非常重要。转录调控中这种动态开关的发现表明，属于同一家族的转录因子类别在细胞分化中进行切换的重要性。此外，我们还发现了因子Ta。

项目成果

Transition of Sox2 gene regulation distinguishes epiblastic and anterior neural plate states

Sox2基因调控的转变区分上胚层和前神经板状态

• 发表时间: 2008
• 作者: Fujiwara;S;岩渕真木子;岩渕真木子;岩渕真木子
• 通讯作者: 岩渕真木子

Regulation of Sox2 gene in the anterior neural plate

前神经板 Sox2 基因的调控

• 发表时间: 2007
• 作者: 橋本信夫;小泉昭夫;他;K.Miyajima;Makiko Iwafuchi
• 通讯作者: Makiko Iwafuchi

A transition in Sox2 gene regulation distinguishes the epiblastic and anterior neural plate states

Sox2 基因调控的转变区分上胚层和前神经板状态

• 发表时间: 2008
• 作者: Fujiwara;S;岩渕真木子
• 通讯作者: 岩渕真木子