二重勾配分子による網膜視蓋投射の制御機構

双梯度分子视网膜顶盖投射的控制机制

基本信息

批准号：
16770170
负责人：
作田拓
金额：
$ 2.24万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770170/
关键词：
網膜視蓋投射アンタゴニスト Ventroptin BMP-2 BMP-4 ニワトリ

项目摘要

前後軸・背腹軸における網膜視蓋投射は、それぞれ独立に決定されると考えられてきた。しかしながらBMP中和分子Ventroptinが発生初期網膜においてBMP-4の、発生後期においてはBMP-2の活性を調節することにより背腹・前後両軸方向における網膜視蓋投射を制御することを我々は明らかにしている。BMP-4、BMP-2は共にVentroptinと相補的に発現しているが、BMP-4が発生初期に背側で発現しており、その後消失していくのに対し、BMP-2は発生後期に背後側で発現し、この時期は腹前側で発現するVentroptinと同様に2重勾配を示す。本研究課題では発生後期における網膜視蓋投射制御機構を解析するためRNAiを用いた特異的遺伝子発現抑制系や薬剤による時期特異的発現誘導系を開発し、BMP-2の発現レベルを変化させ、その影響を検討した。その結果、Tbx5、cVax、ephrin-B1、EphB2といった背腹軸における領域特異的分子すべてと、前後軸において領域特異的に発現することが知られているephrin-A2がBMP-2の支配下にあることが判明した。また、これらのBMP-2支配下の領域特異的分子はすべてBMP-2やVentroptinと同様に発生後期網膜において二重勾配を持って発現していることも明らかとなった。さらにBMP-2の発現を抑制した場合や二重勾配分子であるephrin-A2を異所的に発現させた場合に、Ventroptinを過剰発現させた場合と同様に、背腹・前後両軸方向における網膜視蓋投射に異常が生じた。以上の結果より、BMP-4からBMP-2への切り替えにより背腹軸そのものが傾斜し、これにより背腹・前後両軸方向における網膜視蓋投射が制御されていると考えられる。また移植実験から背腹軸方向における網膜内の領域特異性は発生初期に決定し、その後不可逆であるとされていたが、以上の結果は発生後期も網膜内の細胞は可塑性を有しており、BMP-2が背腹軸方向における領域特異性の維持に不可欠であることも示している。

人们认为前后轴和背腹轴的视网膜顶盖投影是独立确定的。然而，我们已经证明，BMP 中和分子 Ventroptin 通过调节早期发育视网膜中的 BMP-4 和晚期发育视网膜中的 BMP-2 的活性来控制背腹轴和前后轴的视网膜顶盖投射。。 BMP-4和BMP-2均以与Ventroptin互补的方式表达，但BMP-4在发育早期在背侧表达，然后消失，而BMP-2在发育后期表达。在此期间，在背侧，并显示出与Ventroptin类似的双梯度，Ventroptin在腹前侧表达。在本研究项目中，我们将开发一个利用RNAi的特异性基因表达抑制系统和一个利用药物改变BMP-2表达水平的阶段特异性表达诱导系统，以分析视网膜顶盖投射后期的控制机制。我们考虑了它的影响。结果，背腹轴中的所有区域特异性分子，例如 Tbx5、cVax、ephrin-B1 和 EphB2，以及已知在前后轴中区域特异性表达的 ephrin-A2，均受到影响。原来BMP-2的控制是有的。研究还表明，所有这些受 BMP-2 控制的区域特异性分子在发育晚期的视网膜中以双梯度表达，类似于 BMP-2 和 Ventroptin。此外，当BMP-2表达被抑制或当双梯度分子肝配蛋白-A2异位表达时，类似于当Ventroptin过度表达时，视网膜顶盖投射中出现异常。上述结果表明，从 BMP-4 切换到 BMP-2 会使背腹轴本身倾斜，从而控制背腹轴和前后轴的视网膜顶盖投影。此外，移植实验表明，视网膜内背腹轴方向的区域特异性在发育早期就已确定，此后不可逆；然而，这些结果表明，视网膜内的细胞即使在发育后期仍保持可塑性。还表明 BMP-2 对于维持背腹轴的区域特异性至关重要。