発生過程において個体形状の変化を調節する内分泌機構の解明

阐明发育过程中调节个体形状变化的内分泌机制

基本信息

批准号：
22K06290
负责人：
岡本直樹
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
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

多細胞生物の発生過程において、体全体や組織の『かたち（形態および形状）』は時期特異的に変化を遂げ、最終的に決まった『かたち』を持つ個体が形成される。本研究では、分子遺伝学的技術の発達したショウジョウバエを用いて、幼虫から蛹への個体の形状変化に関与するホルモン作用調節機構の理解を目指した。本年度は、幼虫から蛹への個体の形状変化に関わるペプチドホルモンとして同定したCapaの産生細胞の特定、Capaの作用機構の解析、個体の形状変化が誘導される原因の解明を行い、以下の研究実績を得た。・全身性の形状変化を誘導するCapa産生細胞の特定：Capaは食道下神経節に存在するSEG神経と腹部神経節に存在するVa神経で産生される。どの神経で産生されるCapaが個体形状の調節に関与するかを明らかにするため、SEG神経とVa神経それぞれの神経特異的な遺伝子操作を行った結果、Va神経で産生されるCapaが個体の形状変化に重要であることが明らかになった。・Capaの作用機構の解析：Capaが作用する組織を特定するため、Capa受容体（CapaR）の発現解析及び組織特異的なCapaRノックダウン（KD）実験を行った結果、Capaは脊椎動物の腎臓に相当する組織であるマルピーギ管（MT）の先端領域に作用することが明らかになった。・個体の形状変化が誘導される原因の解明：MT先端領域は、カルシウムの貯蔵・排出に特化した領域である。そこで、Capa及びCapaR KD個体の体液中カルシウム濃度を測定した結果、顕著に減少していることが明らかになった。さらに、過剰量カルシウムを含む餌でCapaR KD個体を飼育すると表現型が回復した。以上の結果は、Capaが体液中のカルシウム量を調節するホルモンとして機能すること、CapaやCapaR KD個体では、低カルシウム血症に陥り、個体の形状変化が異常になることを示唆する。

在多细胞生物的发育过程中，整个机体和组织的“形”（形态和形状）发生特定时期的变化，最终形成具有固定“形”的个体。在这项研究中，我们旨在利用黑腹果蝇来了解涉及个体从幼虫到蛹的形状变化的激素作用的调节机制，为此开发了分子遗传学技术。今年，我们将鉴定产生Capa的细胞，Capa已被鉴定为参与个体从幼虫到蛹的体形变化的肽类激素，分析Capa的作用机制，阐明个体体形变化的原因.我们将进行以下研究并取得成果。・鉴定引起全身形状变化的 Capa 生成细胞：Capa 由食管下神经节的 SEG 神经和腹部神经节的 Va 神经产生。为了弄清楚Capa产生的哪些神经参与调节个体的形状，我们对SEG神经和Va神经进行了神经特异性基因操作，发现Va神经产生的Capa是重要的。形状改变。・Capa作用机制分析：为了明确Capa作用的组织，我们进行了Capa受体（CapaR）的表达分析和组织特异性CapaR敲低（KD）实验，结果表明：它作用于马氏小管（MT）的尖端区域，这是与 MT 相对应的组织。・阐明引起个体形状变化的原因：MT尖端区域是专门储存和排泄钙的区域。因此，测定Capa和CapaR KD个体的体液中的钙浓度的结果表明，其显着降低。此外，用含有过量钙的饮食喂养 CapaR KD 个体可以恢复表型。上述结果表明，Capa 作为调节体液中钙含量的激素发挥作用，Capa 和 CapaR KD 个体会出现低钙血症和异常形状变化。