理化学研究所　発生・再生科学総合研究センター（理研CDB）

発生・再生科学総合研究センター

ボディプラン研究グループ

相沢　慎一　Ph.D.

終脳、間脳、中脳、後脳（小脳）からなる脳の構造は全ての脊椎動物に存在し、その起源は脊椎動物の起源と期を一にしていると想定されます。しかしその構成は、顎のない魚が顎を得て始まった脊椎動物の目覚ましい進化の過程で大きく変遷しました。変遷は特に終脳に顕著で、爬虫類で生まれほ乳類で劇的に発達した新皮質は６層よりなる層構造と、各生理機能の統御にあたる各領野を獲得しました。しかし、吻側部の脳の各領域が前後軸・背腹軸にそってどの様な構成になっているのか、それぞれの領域がどの様に形成されているのかは未だ明らかでありません。頭は体の最吻側部にある構造であり、その形成は前後軸形成に始まります。前後軸形成は動物の体造りに最も基本的な過程ですが、脊椎動物はその進化とともに、発生の初期過程も大幅に修飾し、前後軸形成、頭部誘導の保たれている基本機構と、各綱脊椎動物形成のためのデフォルメの機構も定かでありません。

脊椎動物の頭部の起源を明らかにするには未だ遠い道のりがあります。しかし、各綱脊椎動物での分子発生学的解析の進展は、綱レベルでの脳形成の変遷を解明する時代を迎えています。本グループは Otx/Emx ファミリーの頭部ギャップ遺伝子カスケードを中心に、個体発生、系統発生の両視点から脳形成過程を解析します。新皮質領域がどの様な分子機構の獲得によって成立したかはその中心課題です。

Suda Y, et al. Evolution of Otx paralogue usages in early patterning of the vertebrate head. Dev Biol 325. 282-95 (2009)

Takeuchi, M, et al. Germ layer patterning in bichir and lamprey; an insight into its evolution in vertebrates.Developmental Biology 332. 90-102 (2009)

Hirano M, et al. EPB41L5 functions to post-transcriptionally regulate cadherin and integrin during epithelial-mesenchymal transition.J Cell Biol 182. 1217-30 (2008)

Shibata M, et al. MicroRNA-9 modulates Cajal-Retzius cell differentiation by suppressing Foxg1 expression in mouse medial pallium.J Neurosci 28. 10415-21 (2008)

Takasaki N, et al. Acetylated YY1 regulates Otx2 expression in anterior neuroectoderm at two cis-sites 90 kb apart. Embo J 26. 1649-59 (2007)

Kimura-Yoshida C, et al. Crucial roles of Foxa2 in mouse anterior-posterior axis polarization via regulation of anterior visceral endoderm-specific genes. Proc Natl Acad Sci U S A 104. 5919-24 (2007)