Analysis of molecular mechanism in vertebrate brain regionalization

脊椎动物脑区域化的分子机制分析

基本信息

批准号：
19570217
负责人：
TATSUO Michiue
金额：
$ 3万
依托单位：
The University of Tokyo (2008)National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2007)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19570217/
关键词：
形態形成発生・分化脳・神経再生医学マイクロアレイ

项目摘要

脊椎動物の初期胚は、受精後様々な細胞内シグナリングの作用による体軸形成・三胚葉分化を経て胚の基本的なボディパターンが規定される。これまで、Wnt、FGF、RA などのシグナリングの前後軸に沿った仮想的濃度勾配が脳や脊髄の部域を規定していることが示されてきたが、本課題では、特にどのような遺伝子の関与が脳、特に脳の部域既定に必要であるかを明らかにするため、以下の3点について解析を行った。(1)既存の脳マーカー遺伝子間の発現制御メカニズム解明を目指し、間脳特異的遺伝子Rx/Raxの、脳遺伝子Otx2と神経化因子Sox2による制御機構について研究を行った。その結果、Otx2蛋白とSox2蛋白は直接結合し、更にRx/Rax のプロモーター領域に結合して転写を制御することを見出した。(2)頭部で特異的に発現しかつWnt シグナルに制御を受ける新規遺伝子をマイクロアレイ解析によって約50同定した。その中で、ツメガエルの神経器官の一つであるセメント腺のみで特異的に発現する遺伝子としてXgalectinVIa、Xnkx3.1などを見出し、Wntシグナリングによる制御などを明らかにした。また、RA 代謝酵素XCyp26cがやはりWntシグナルに制御され、かつ一部のロンボメア特異的に発現することを見出した。更に、ヒストンメチルファラーゼをコードするPRDM12遺伝子が、口蓋プラコードで特異的に発現し、神経誘導能を有することを明らかにした。(3)予定神経外胚葉に存在する位置情報の根拠となる因子の同定を目指した。腹側割球由来の細胞と背側由来の細胞間で神経誘導能に差があることを見出した上で、これらの組織における遺伝子発現の差をマイクロアレイで解析した結果、いくつかの候補遺伝子を同定した。

胚胎的基本身体模式是在受精后定义的，由于各种细胞内信号的影响，经过身体轴形成和触发器分化后。到目前为止，已经显示出沿信号传导前轴（例如Wnt，FGF和RA）的假设浓度梯度定义了大脑和脊髓区域。但是，在这个主题中，我们分析了以下三个点，以阐明大脑需要哪种基因受累，尤其是大脑区域。（1）为了阐明现有的脑标记基因之间的表达控制机制，我们对脑基因OTX2和神经因子SOX2进行了研究的研究研究。结果，发现OTX2蛋白和SOX2蛋白直接结合并进一步与RX/RAX的启动子区域结合以调节转录。（2）通过微阵列分析鉴定出大约50个在头部中特异性表达并由Wnt信号控制的新型基因。其中，我们发现Xgalectinvia和Xnkx3.1作为仅在水泥腺，Xenopus的神经器官之一中表达的基因，并通过WNT信号传导揭示了控制。还发现RA代谢酶XCYP26C也受Wnt信号调节，并在某些菱形中特别表达。此外，据揭示了编码组蛋白甲基化酶的PRDM12基因在papode骨上特别表达，并且具有神经诱导能力。（3）我们的目的是确定作为计划神经外胚层中存在的位置信息基础的因素。在发现源自腹侧囊泡和背细胞的细胞之间的神经诱导能力差异后，使用微阵列分析了这些组织中基因表达的差异，并鉴定了几个候选基因。