四肢骨格形態の多様性形成機構の解明

阐明肢体骨骼形态多样性形成机制

基本信息

批准号：
13J06359
负责人：
神山菜美子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06359/
关键词：
四肢骨格多様性軟骨分化 Hox 形態形成

项目摘要

私は、“動物形態の多様性(種間差)を創出するメカニズム”を明らかにすることを目的に研究を進めてきた。特に、四肢の軛脚部(肘から手首、膝から足首までの領域)の骨格形態に着目し、異種間または前肢後肢間での形態差がどのような発生メカニズムによって生じるのかを研究してきた。これまでに、軛脚部におけるHoxd11/Hoxd12という遺伝子の発現時期と、骨格形態との間に相関がみられることが明らかにし、この2つの遺伝子の発現パターンの違いが骨格形態の多様性形成に寄与する可能性を示した。これらのHox遺伝子が、胚発生中の骨格形態形成過程のどのようなイベントに関わるのかを調べるために、ニワトリ胚の前肢および後肢を用いて軛脚部の2本の骨格それぞれの起源となる間充織細胞の性質の解析を行った。その結果、間充織細胞の軟骨分化の明らかな前肢後肢差がみられた。また、後肢でのみ2つの骨格形成領域間の違いもみられることがわかった。今年度さらに解析を進めた結果、St. 24以降の後肢軛脚部の間充織細胞での軟骨マーカー遺伝子の発現および細胞増殖活性に明らかな骨格形成領域間の違いがみられることがわかった。このタイミングは、後肢軛脚部でのHoxd11/Hoxd12の発現パターンが変化する時期とほぼ一致した。このことから、この2つの遺伝子がニワトリ胚後肢軛脚部における2本の骨格形成領域間の細胞の性質の違いに関与することが予想された。それを確かめるために培養細胞でのHoxd11/Hoxd12強制発現実験を行ったところ、細胞増殖活性に変化がみられた。以上の結果から、ニワトリ胚の軛脚部でのHox発現パターンの違いが細胞増殖活性に影響し、その後形成される最終的な形態差を生み出す可能性が示唆された。以上のことをまとめて、日本動物学会にて口頭発表を行った。多くの研究者と意見交換ができたことは、本研究にとって大きな収穫だった。

我一直在研究，目的是阐明在动物形态中产生多样性（种间差异）的机制。特别是，我们专注于四肢轭腿的骨骼形态（从肘部到腕部，从膝盖到脚踝），并研究了前前肢的种间或后肢之间形态差异的发育机制。到目前为止，已经揭示了轭中基因HOXD11/HOXD12的表达时间与骨骼形态之间存在相关性，这表明这两个基因的表达模式的差异可能有助于骨骼形态学中多样性的形成。为了研究这些HOX基因在胚胎发育过程中涉及哪些事件参与骨骼形态发生过程，我们分析了间充质细胞的性质，它们使用鸡肉胚胎的前肢和后肢使用了Yokepopo的两个骨骼结构。结果，间充质细胞的软骨分化显然存在差异。还发现，仅在后肢观察到两个骨骼形成区域之间的差异。今年的进一步分析表明，在St. 24之后，在后肢轭中的间充质细胞的软骨标记基因的表达和细胞增殖活性中清楚地看到了骨骼形成区域之间的差异。此时间与hoxd11/hoxd12的表达模式在后轭中的表达模式发生变化。这表明这两个基因涉及鸡胚胎后肢轭中两个骨骼形成区域之间的细胞性质差异。为了证实这一点，我们在培养细胞中在HOXD11/HOXD12中进行了强制表达实验，并发现细胞增殖活性的变化。这些结果表明，鸡胚胎轭中HOX表达模式的差异可能会影响细胞增殖活性，并可能导致最终形态学差异。以上是总结的，并在日本动物学会进行了口头介绍。与许多研究人员交流意见的能力是这项研究的巨大回报。