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。

我一直在进行研究，目的是澄清“创造动物形态多样性（种间差异）的机制”。我们特别关注四肢的骨骼形态（从肘到腕、从膝到踝的区域），研究了导致不同物种之间或前肢和后肢之间形态差异的发育机制。。到目前为止，我们已经揭示了基因Hoxd11/Hoxd12在轭腿中的表达时间与骨骼形态之间存在相关性，并且这两个基因的表达模式的差异是骨骼形态多样性形成的原因。显示出贡献的可能性。为了研究这些Hox基因在胚胎发育过程中的骨骼形态发生过程中涉及哪些事件，我们使用鸡胚胎的前肢和后肢来研究轭腿的两个骨骼中的每一个的起源，并分析了组织细胞的特性。。结果，前肢和后肢间充质细胞的软骨分化存在明显差异。我们还发现两个骨骼区域之间的差异仅在后肢中观察到。今年进一步分析的结果是，我们发现St.24后，骨骼形成区域之间的后肢间充质细胞中软骨标记基因的表达和细胞增殖活性存在明显差异。这个时间几乎与后肢Hoxd11/Hoxd12表达模式发生变化的时间一致。由此推测，这两个基因与鸡胚胎后肢两个骨骼形成区域之间的细胞特性差异有关。为了证实这一点，我们在培养细胞中进行了Hoxd11/Hoxd12强制表达实验，发现细胞增殖活性发生变化。上述结果提示，鸡胚轭肢中Hox表达模式的差异可能会影响细胞增殖活性，导致后期形成的最终形态的差异。我们总结了以上内容，并在日本动物学会做了口头报告。能够与众多研究人员交换意见对于这项研究来说是一个很大的好处。