MafB遺伝子を糸口とした心臓神経堤細胞の心臓における役割と分化機構の解明

以MafB基因为线索阐明心脏神经嵴细胞的作用和分化机制

基本信息

批准号：
22K06251
负责人：
松花沙織
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

神経堤細胞は脊椎動物の初期発生時に生じる、多分化能と移動能を合わせ持つ細胞群である。心臓神経堤細胞は神経堤細胞の中で唯一心臓中隔へ分化できる細胞であり、この分化能は心臓神経堤細胞に特有である。私たちは先行研究において、心臓神経堤細胞の形成初期から特異的に発現するMafB遺伝子が、ニワトリ胚の心臓神経堤細胞形成に必須であることを明らかにした。また、MafB遺伝子の心臓神経堤細胞特異的な発現活性を有する発現調節領域（MafB_E1）を同定した。本研究では、心臓神経堤細胞の心臓における役割を明らかにするとともに、心臓神経堤細胞がもつ独自の分化機構を明らかにすることを目的とする。本年度はMafBが心臓神経堤細胞の独自性を生み出しているのではないかという仮説を検証した。具体的には、心臓神経堤細胞特異的遺伝子MafBあるいはMafBと他の神経堤遺伝子を組み合わせた遺伝子群を体幹部神経堤で異所発現させたニワトリ胚を作成し、その胚に対してレポーター遺伝子の発現活性及び内在遺伝子の発現様式を解析した。レポーターには、心臓神経堤細胞では発現活性を持つが体幹部神経堤細胞では発現活性がない、MafB_E1レポーター及びSox10E2レポーター遺伝子を使用した。内在発現の解析には、心臓神経堤細胞の移動制御因子CXCR4をマーカーに用いた。その結果、MafBのみを体幹部で異所発現させることにより、MafB_E1レポーターの発現を体幹部神経堤で引き起こせることを明らかにした。また、MafBを他の神経堤遺伝子Ets1とSox8とともに、体幹部神経堤で異所発現させることにより、Sox10E2レポーターの発現活性が見られたことに加え、心臓神経堤細胞の移動制御因子CXCR4の発現を誘導することができた。さらに、このCXCR4発現陽性の体幹部神経堤細胞がSDF1に応答する細胞性質を有していることを示した。

神经嵴细胞是脊椎动物早期发育过程中产生的一组多能和迁移细胞。心脏神经嵴细胞是唯一能够分化为心脏隔膜的神经嵴细胞，这种分化能力是心脏神经嵴细胞所独有的。在之前的研究中，我们发现MafB基因在心脏神经嵴细胞形成的早期阶段特异性表达，对于鸡胚胎中心脏神经嵴细胞的形成至关重要。我们还鉴定了具有心脏神经嵴细胞特异性表达活性的 MafB 基因的表达调控区 (MafB_E1)。本研究的目的是阐明心脏神经嵴细胞在心脏中的作用，阐明心脏神经嵴细胞独特的分化机制。今年，我们测试了 MafB 导致心脏神经嵴细胞独特性的假设。具体来说，我们创建了鸡胚胎，其中心脏神经嵴细胞特异性基因MafB或MafB与其他神经嵴基因结合的基因组在躯干神经嵴中异位表达，然后将报告基因注射到胚胎中以观察其表达活性。并分析内源基因的表达模式。使用 MafB_E1 报告基因和 Sox10E2 报告基因作为报告基因，它们在心脏神经嵴细胞中有表达活性，但在躯干神经嵴细胞中没有表达活性。为了分析内源性表达，使用CXCR4（一种心脏神经嵴细胞迁移调节剂）作为标记物。结果表明，躯干中单独的 MafB 异位表达可以诱导躯干神经嵴中 MafB_E1 报告基因的表达。此外，通过在躯干神经嵴中异位表达 MafB 以及其他神经嵴基因 Ets1 和 Sox8，观察到 Sox10E2 报告基因的表达活性，以及心脏神经嵴细胞迁移调节因子 CXCR4 的表达。诱发此外，我们还发现这些 CXCR4 阳性躯干神经嵴细胞具有对 SDF1 做出反应的细胞特性。