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2020年4月28日 (火) 09:56にWikiSysopによる

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	<div align="right">		<div align="right">
	<font size="+1">笹井紀明</font><br>		<font size="+1">[http://researchmap.jp/read0118148 笹井紀明]</font><br>
	''奈良先端科学技術大学院大学　バイオサイエンス研究科発生医科学研究室''<br>		''奈良先端科学技術大学院大学　バイオサイエンス研究科発生医科学研究室''<br>
	DOI：<selfdoi />　~~原稿受付日：2018年3月1日　原稿完成日：~~<br>		DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2018年3月1日　原稿完成日：2018年3月27日<br>
	担当編集委員：[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子]（東北大学大学院医学系研究科附属創生応用医学研究センター脳神経科学コアセンター発生発達神経科学分野）<br>		担当編集委員：[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子]（東北大学大学院医学系研究科附属創生応用医学研究センター脳神経科学コアセンター発生発達神経科学分野）<br>
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2018年3月27日 (火) 05:49にJunko kurahashiによる

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2018年3月27日 (火) 05:25にJunko kurahashiによる

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	]]		]]

	1969年、[[w:Lewis Wolpert\|Lewis Wolpert]]は、シグナリングセンターから分泌された細胞外物質（[[モルフォゲン]]（morphogen））が濃度勾配を持って組織内に拡散しており、細胞の分化方向はその濃度に依存して決まるとする組織形成の原理を仮説的に提唱した<ref name=Wolpert1969><pubmed>4390734</pubmed></ref><ref><pubmed>7834908</pubmed></ref><ref name=Briscoe2015><pubmed>26628090</pubmed></ref><ref><pubmed>16410409</pubmed></ref>4-7。モルフォゲンとはギリシャ語で「form giver（形を与えるもの）」という意味であり<ref><pubmed>11483986</pubmed></ref>8、多くの研究から、組織形成に関わる液性因子（分泌タンパク質や化学低分子）のほとんど（[[線維芽細胞増殖因子]]([[FGF]])や[[Wnt]]、[[トランスフォーミング増殖因子]]([[TGFβ]])、[[ソニック・ヘッジホッグ]]、[[レチノイン酸]]）がモルフォゲンとして働くことがこれまでに示されている<ref><pubmed>23669552</pubmed></ref>~~<!--<ref name=#39><pubmed>25295831</pubmed></ref> -->9；Yan, 2009 #39。濃度勾配が組織形成を制御するという概念は「~~[[モルフォゲンモデル]]（morphogen model）」と呼ばれ、現在に至るまで組織のパターン形成を分子的に説明する基本概念の１つである。		1969年、[[w:Lewis Wolpert\|Lewis Wolpert]]は、シグナリングセンターから分泌された細胞外物質（[[モルフォゲン]]（morphogen））が濃度勾配を持って組織内に拡散しており、細胞の分化方向はその濃度に依存して決まるとする組織形成の原理を仮説的に提唱した<ref name=Wolpert1969><pubmed>4390734</pubmed></ref><ref><pubmed>7834908</pubmed></ref><ref name=Briscoe2015><pubmed>26628090</pubmed></ref><ref><pubmed>16410409</pubmed></ref>4-7。モルフォゲンとはギリシャ語で「form giver（形を与えるもの）」という意味であり<ref><pubmed>11483986</pubmed></ref>8、多くの研究から、組織形成に関わる液性因子（分泌タンパク質や化学低分子）のほとんど（[[線維芽細胞増殖因子]]([[FGF]])や[[Wnt]]、[[トランスフォーミング増殖因子]]([[TGFβ]])、[[ソニック・ヘッジホッグ]]、[[レチノイン酸]]）がモルフォゲンとして働くことがこれまでに示されている<ref><pubmed>23669552</pubmed></ref>9。濃度勾配が組織形成を制御するという概念は「[[モルフォゲンモデル]]（morphogen model）」と呼ばれ、現在に至るまで組織のパターン形成を分子的に説明する基本概念の１つである。

	モルフォゲンにより器官内で多種類の細胞が生じる様子は、しばしば「フランス国旗」で表される<ref name=Wolpert1969 /><ref name=Kerszberg2007><pubmed>17662932</pubmed></ref>4,10。これは、各細胞の分化方向の決定に[[濃度閾値]]（threshold）が存在することを前提にしており、濃度によって３つの異なる細胞が生じる様子をフランス国旗の青、白、赤の３色で表したものである（'''図1A'''）。このモデルは、濃度勾配を感知した各[[前駆細胞]]が、濃度に応じて３種類（実際にはそれ以上）の細胞に分化していく様子を表している。このことは、濃度依存的に発現する遺伝子が存在することを示している。さらに、隣接する領域に発現する遺伝子同士は互いにその発現を抑制する関係にあることも多い。		モルフォゲンにより器官内で多種類の細胞が生じる様子は、しばしば「フランス国旗」で表される<ref name=Wolpert1969 /><ref name=Kerszberg2007><pubmed>17662932</pubmed></ref>4,10。これは、各細胞の分化方向の決定に[[濃度閾値]]（threshold）が存在することを前提にしており、濃度によって３つの異なる細胞が生じる様子をフランス国旗の青、白、赤の３色で表したものである（'''図1A'''）。このモデルは、濃度勾配を感知した各[[前駆細胞]]が、濃度に応じて３種類（実際にはそれ以上）の細胞に分化していく様子を表している。このことは、濃度依存的に発現する遺伝子が存在することを示している。さらに、隣接する領域に発現する遺伝子同士は互いにその発現を抑制する関係にあることも多い。
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	しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''図1B'''）。		しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''図1B'''）。


	以下、濃度勾配の形成と細胞の分化状態の変化の関係を記述する。		以下、濃度勾配の形成と細胞の分化状態の変化の関係を記述する。
	==~~= 神経管背腹軸 =~~==		== 神経管背腹軸における領域決定 ==
	[[Image:ichijoho2.png\|thumb\|right\|350px\|'''図2. 脊髄神経管の背腹軸に沿った神経前駆領域・神経領域のパターン形成と、その形成に至る動的なメカニズム''' <br />		[[Image:ichijoho2.png\|thumb\|right\|350px\|'''図2. 脊髄神経管の背腹軸に沿った神経前駆領域・神経領域のパターン形成と、その形成に至る動的なメカニズム''' <br />
	'''A.''' 脊髄レベルにおける神経管断面の模式図。神経管の中で、内側にはdP0-dP6, p0, p1, p2, pMN, p3の各領域が存在し、これらは[[神経前駆細胞]]である（つまり神経としての性質は持たず、増殖する）。領域名についているpはprogenitor（前駆細胞）の意味。一方外側の領域には神経（つまり機能性の神経細胞）領域dP0-dP6, V0, V1, V2, MN, V3が存在する。MNは[[運動神経]]（motor neuron）で、そのほかは[[介在神経]]の性質を持つ（各神経の性質については13を参照）。原則として、各領域は対応する前駆領域から分化する（例えば、dI1細胞はdp1細胞から、V1細胞はp1細胞から分化する）。この模式図はマウス10.5-11.5日胚、ニワトリの4-5日胚で見られるものであり、この後分化が進めば前駆領域は徐々に小さくなり、生まれる（孵化する）頃にはほとんどなくなってしまう。<br />		'''A.''' 脊髄レベルにおける神経管断面の模式図。神経管の中で、内側にはdP0-dP6, p0, p1, p2, pMN, p3の各領域が存在し、これらは[[神経前駆細胞]]である（つまり神経としての性質は持たず、増殖する）。領域名についているpはprogenitor（前駆細胞）の意味。一方外側の領域には神経（つまり機能性の神経細胞）領域dP0-dP6, V0, V1, V2, MN, V3が存在する。MNは[[運動神経]]（motor neuron）で、そのほかは[[介在神経]]の性質を持つ（各神経の性質については13を参照）。原則として、各領域は対応する前駆領域から分化する（例えば、dI1細胞はdp1細胞から、V1細胞はp1細胞から分化する）。この模式図はマウス10.5-11.5日胚、ニワトリの4-5日胚で見られるものであり、この後分化が進めば前駆領域は徐々に小さくなり、生まれる（孵化する）頃にはほとんどなくなってしまう。<br />
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	これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、[[蓋板]]（RP）や[[底板]]（FP）からそれぞれ分泌される[[骨形成因子]]([[BMP]])、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。		これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、[[蓋板]]（RP）や[[底板]]（FP）からそれぞれ分泌される[[骨形成因子]]([[BMP]])、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。

	== ~~ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定~~ ==		=== 腹側神経管とソニック・ヘッジホッグ ===
	発生期におけるパターン形成は、発生過程のある時期に瞬間的に形成されるのではなく、モルフォゲンの時期的な濃度勾配の動的変化に従って徐々に形成されていくものである。この過程で、未分化な状態（または分化度が低い状態）で発現している遺伝子が徐々に他の遺伝子に置き換わっていく。		発生期におけるパターン形成は、発生過程のある時期に瞬間的に形成されるのではなく、モルフォゲンの時期的な濃度勾配の動的変化に従って徐々に形成されていくものである。この過程で、未分化な状態（または分化度が低い状態）で発現している遺伝子が徐々に他の遺伝子に置き換わっていく。

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	この関係は常微分方程式によって数理モデル化されており、ShhによるOlig2とNkx2.2発現誘導効果が同等であってもパターン形成は成立する<ref name =Balaskas2012 />18。つまり、Gliのアフィニティー（結合力）の違いによる発現誘導とは異なるメカニズムで遺伝子発現が制御されていると言える。		この関係は常微分方程式によって数理モデル化されており、ShhによるOlig2とNkx2.2発現誘導効果が同等であってもパターン形成は成立する<ref name =Balaskas2012 />18。つまり、Gliのアフィニティー（結合力）の違いによる発現誘導とは異なるメカニズムで遺伝子発現が制御されていると言える。

	上述のパターン形成で議論した細胞はすべて前駆細胞であり、機能的神経細胞に分化するには[[Neurogenin]]などの神経化転写因子が必要である。最近、Olig2が[[Hes1]],[[Hes5]]という転写因子の発現抑制を介して[[Neurogenin2]]~~の発現を誘導するという転写制御システムが提唱されるようになった。~~		上述のパターン形成で議論した細胞はすべて前駆細胞であり、機能的神経細胞に分化するには[[Neurogenin]]などの神経化転写因子が必要である。最近、Olig2が[[Hes1]],[[Hes5]]という転写因子の発現抑制を介して[[Neurogenin2]]の発現を誘導するという転写制御システムが提唱されるようになった<ref><pubmed>29389974</pubmed></ref>。

	== ~~蓋板から分泌されるWnt、BMPによる背側神経管細胞の分化方向の決定と、濃度勾配の必要性~~ ==		=== 背側神経管とWnt、BMP ===
	神経管の背側については、各領域に特異的に発現する遺伝子があまり同定されていないこともあり、蓋板から分泌される因子と個々の領域に発現する転写因子との関係は、腹側神経領域ほどは詳細に知られていない。しかし、主にWnt/BMPシグナルと背側神経管の領域決定の関係について、[[ノックアウト]][[マウス]]や[[ニワトリ]]胚を用いた研究が進んでいる。		神経管の背側については、各領域に特異的に発現する遺伝子があまり同定されていないこともあり、蓋板から分泌される因子と個々の領域に発現する転写因子との関係は、腹側神経領域ほどは詳細に知られていない。しかし、主にWnt/BMPシグナルと背側神経管の領域決定の関係について、[[ノックアウト]][[マウス]]や[[ニワトリ]]胚を用いた研究が進んでいる。

WikiSysop: /* 神経管背腹軸 */

2018-03-26T23:53:17Z

神経管背腹軸

← 古い版		2018年3月27日 (火) 08:53時点における版
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	'''C.''' モルフォゲン（Shh）の濃度が徐々に上昇していきながらパターンが形成されていく様子。<br>		'''C.''' モルフォゲン（Shh）の濃度が徐々に上昇していきながらパターンが形成されていく様子。<br>
	（A）は<ref name=Ribes2009 /><ref name=Alaynick2011 />11、13を、（B,C）は<ref name =Balaskas2012 />18を元に作成した。]]		（A）は<ref name=Ribes2009 /><ref name=Alaynick2011 />11、13を、（B,C）は<ref name =Balaskas2012 />18を元に作成した。]]
	モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（'''~~図２A~~'''~~）はその様子を模式的に表したもので、マウス10~~.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。		モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。'''図2A'''はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。

	個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH型転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を'''図2A'''に掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。		個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH型転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を'''図2A'''に掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。

WikiSysop: /* 神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン */

2018-03-26T23:26:29Z

神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン

← 古い版		2018年3月27日 (火) 08:26時点における版
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	しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''図1B'''）。		しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''図1B'''）。

	== ~~神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン~~ ==		以下、濃度勾配の形成と細胞の分化状態の変化の関係を記述する。
			=== 神経管背腹軸 ===
	[[Image:ichijoho2.png\|thumb\|right\|350px\|'''図2. 脊髄神経管の背腹軸に沿った神経前駆領域・神経領域のパターン形成と、その形成に至る動的なメカニズム''' <br />		[[Image:ichijoho2.png\|thumb\|right\|350px\|'''図2. 脊髄神経管の背腹軸に沿った神経前駆領域・神経領域のパターン形成と、その形成に至る動的なメカニズム''' <br />
	'''A.''' 脊髄レベルにおける神経管断面の模式図。神経管の中で、内側にはdP0-dP6, p0, p1, p2, pMN, p3の各領域が存在し、これらは[[神経前駆細胞]]である（つまり神経としての性質は持たず、増殖する）。領域名についているpはprogenitor（前駆細胞）の意味。一方外側の領域には神経（つまり機能性の神経細胞）領域dP0-dP6, V0, V1, V2, MN, V3が存在する。MNは[[運動神経]]（motor neuron）で、そのほかは[[介在神経]]の性質を持つ（各神経の性質については13を参照）。原則として、各領域は対応する前駆領域から分化する（例えば、dI1細胞はdp1細胞から、V1細胞はp1細胞から分化する）。この模式図はマウス10.5-11.5日胚、ニワトリの4-5日胚で見られるものであり、この後分化が進めば前駆領域は徐々に小さくなり、生まれる（孵化する）頃にはほとんどなくなってしまう。<br />		'''A.''' 脊髄レベルにおける神経管断面の模式図。神経管の中で、内側にはdP0-dP6, p0, p1, p2, pMN, p3の各領域が存在し、これらは[[神経前駆細胞]]である（つまり神経としての性質は持たず、増殖する）。領域名についているpはprogenitor（前駆細胞）の意味。一方外側の領域には神経（つまり機能性の神経細胞）領域dP0-dP6, V0, V1, V2, MN, V3が存在する。MNは[[運動神経]]（motor neuron）で、そのほかは[[介在神経]]の性質を持つ（各神経の性質については13を参照）。原則として、各領域は対応する前駆領域から分化する（例えば、dI1細胞はdp1細胞から、V1細胞はp1細胞から分化する）。この模式図はマウス10.5-11.5日胚、ニワトリの4-5日胚で見られるものであり、この後分化が進めば前駆領域は徐々に小さくなり、生まれる（孵化する）頃にはほとんどなくなってしまう。<br />
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	'''C.''' モルフォゲン（Shh）の濃度が徐々に上昇していきながらパターンが形成されていく様子。<br>		'''C.''' モルフォゲン（Shh）の濃度が徐々に上昇していきながらパターンが形成されていく様子。<br>
	（A）は<ref name=Ribes2009 /><ref name=Alaynick2011 />11、13を、（B,C）は<ref name =Balaskas2012 />18を元に作成した。]]		（A）は<ref name=Ribes2009 /><ref name=Alaynick2011 />11、13を、（B,C）は<ref name =Balaskas2012 />18を元に作成した。]]
			モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（'''図２A'''）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。

			個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH型転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を'''図2A'''に掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。
	モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（'''図２A'''）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。		これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、[[蓋板]]（RP）や[[底板]]（FP）からそれぞれ分泌される[[骨形成因子]]([[BMP]])、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。
	~~個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する~~[[ホメオボックス]]型または[[~~bHLH]]型[[転写因子~~]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を'''図2A'''に掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。
	これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、[[蓋板]]（RP）や[[底板]]（FP）からそれぞれ分泌される[[~~BMP~~]]~~、Wnt、~~[[~~ソニック・ヘッジホッグ~~]]~~（Sonic~~ Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。

	== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==		== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==

WikiSysop: /* モルフォゲンモデル */

2018-03-26T23:14:17Z

モルフォゲンモデル

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	]]		]]

	1969年、[[w:Lewis Wolpert\|Lewis Wolpert]]は、シグナリングセンターから分泌された細胞外物質（[[モルフォゲン]]（morphogen））が濃度勾配を持って組織内に拡散しており、細胞の分化方向はその濃度に依存して決まるとする組織形成の原理を仮説的に提唱した<ref name=Wolpert1969><pubmed>4390734</pubmed></ref><ref><pubmed>7834908</pubmed></ref><ref name=Briscoe2015><pubmed>26628090</pubmed></ref><ref><pubmed>16410409</pubmed></ref>4-7。モルフォゲンとはギリシャ語で「form giver（形を与えるもの）」という意味であり<ref><pubmed>11483986</pubmed></ref>8、多くの研究から、組織形成に関わる液性因子（分泌タンパク質や化学低分子）のほとんど（[[FGF]]や[[Wnt]]、[[TGFβ]]、[[~~ヘッジホッグ~~]]~~（Hedgehog）、~~[[レチノイン酸]]）がモルフォゲンとして働くことがこれまでに示されている<ref><pubmed>23669552</pubmed></ref><!--<ref name=#39><pubmed>25295831</pubmed></ref> -->9；Yan, 2009 #39。濃度勾配が組織形成を制御するという概念は「[[モルフォゲンモデル]]（morphogen model）」と呼ばれ、現在に至るまで組織のパターン形成を分子的に説明する基本概念の１つである。		1969年、[[w:Lewis Wolpert\|Lewis Wolpert]]は、シグナリングセンターから分泌された細胞外物質（[[モルフォゲン]]（morphogen））が濃度勾配を持って組織内に拡散しており、細胞の分化方向はその濃度に依存して決まるとする組織形成の原理を仮説的に提唱した<ref name=Wolpert1969><pubmed>4390734</pubmed></ref><ref><pubmed>7834908</pubmed></ref><ref name=Briscoe2015><pubmed>26628090</pubmed></ref><ref><pubmed>16410409</pubmed></ref>4-7。モルフォゲンとはギリシャ語で「form giver（形を与えるもの）」という意味であり<ref><pubmed>11483986</pubmed></ref>8、多くの研究から、組織形成に関わる液性因子（分泌タンパク質や化学低分子）のほとんど（[[線維芽細胞増殖因子]]([[FGF]])や[[Wnt]]、[[トランスフォーミング増殖因子]]([[TGFβ]])、[[ソニック・ヘッジホッグ]]、[[レチノイン酸]]）がモルフォゲンとして働くことがこれまでに示されている<ref><pubmed>23669552</pubmed></ref><!--<ref name=#39><pubmed>25295831</pubmed></ref> -->9；Yan, 2009 #39。濃度勾配が組織形成を制御するという概念は「[[モルフォゲンモデル]]（morphogen model）」と呼ばれ、現在に至るまで組織のパターン形成を分子的に説明する基本概念の１つである。

	モルフォゲンにより器官内で多種類の細胞が生じる様子は、しばしば「フランス国旗」で表される<ref name=Wolpert1969 /><ref name=Kerszberg2007><pubmed>17662932</pubmed></ref>4,10。これは、各細胞の分化方向の決定に[[濃度閾値]]（threshold）が存在することを前提にしており、濃度によって３つの異なる細胞が生じる様子をフランス国旗の青、白、赤の３色で表したものである（'''~~図１A~~'''）。このモデルは、濃度勾配を感知した各前駆細胞が、濃度に応じて３種類（実際にはそれ以上）の細胞に分化していく様子を表している。このことは、濃度依存的に発現する遺伝子が存在することを示している。さらに、隣接する領域に発現する遺伝子同士は互いにその発現を抑制する関係にあることも多い。		モルフォゲンにより器官内で多種類の細胞が生じる様子は、しばしば「フランス国旗」で表される<ref name=Wolpert1969 /><ref name=Kerszberg2007><pubmed>17662932</pubmed></ref>4,10。これは、各細胞の分化方向の決定に[[濃度閾値]]（threshold）が存在することを前提にしており、濃度によって３つの異なる細胞が生じる様子をフランス国旗の青、白、赤の３色で表したものである（'''図1A'''）。このモデルは、濃度勾配を感知した各[[前駆細胞]]が、濃度に応じて３種類（実際にはそれ以上）の細胞に分化していく様子を表している。このことは、濃度依存的に発現する遺伝子が存在することを示している。さらに、隣接する領域に発現する遺伝子同士は互いにその発現を抑制する関係にあることも多い。

	このようにして、細胞外からの情報（濃度勾配）が細胞内制御機構（遺伝子の[[転写制御]]ネットワーク）に変換され、異なる種類の細胞（つまり'''~~図１A~~'''の赤と白、白と青）の境界が明確になり、結果的に正確なパターン形成が作り上げられる<ref name=Briscoe2015 />6。		このようにして、細胞外からの情報（濃度勾配）が細胞内制御機構（遺伝子の[[転写制御]]ネットワーク）に変換され、異なる種類の細胞（つまり'''図1A'''の赤と白、白と青）の境界が明確になり、結果的に正確なパターン形成が作り上げられる<ref name=Briscoe2015 />6。

	しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''~~図１B~~'''~~）。次項では、濃度勾配の形成と細胞の分化状態の変化の関係を記述する。~~		しかし、組織内で形成される濃度勾配は静的ではなく（つまり発生過程のある時期に突然形成され、それが永久に保存されるものではなく）、器官発生の進行と連動して経時的に変化し、維持されるものであるから、各細胞が暴露される濃度も時々刻々と変化し、それにつれて細胞の分化状態も変化しながら徐々にパターン形成が確立されて行く（'''図1B'''）。

	== 神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン ==		== 神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン ==

2018年3月14日 (水) 08:51にJunko kurahashiによる

2018-03-14T08:51:17Z

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Junko kurahashi: /* 神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン */

2018-03-07T04:49:46Z

神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン

← 古い版		2018年3月7日 (水) 13:49時点における版
36行目:		36行目:
	モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（図２A）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。		モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（図２A）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。
	個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH]]型[[転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を図2Aに掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。		個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH]]型[[転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を図2Aに掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。
	これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、RP（[[蓋板]]）やFP（[[底板]]）からそれぞれ分泌される[[BMP]]~~、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic~~ Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。		これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、RP（[[蓋板]]）やFP（[[底板]]）からそれぞれ分泌される[[BMP]]、Wnt、[[ソニック・ヘッジホッグ]]（Sonic Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。

	== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==		== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==

Junko kurahashi: /* 神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン */

2018-03-07T04:48:53Z

神経管の背腹軸に沿った領域の細分化とそれを制御するモルフォゲン

← 古い版		2018年3月7日 (水) 13:48時点における版
36行目:		36行目:
	モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（図２A）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。		モルフォゲンの動的な濃度勾配の変化がよく解析されているのは、[[脊髄神経管]]の断面（[[背腹軸]]）における[[シグナル分子]]と領域決定の関係についてである。[[胚]]発生期の神経管には背腹軸に沿って多数の[[神経前駆領域]]、[[神経領域]]が出現する<ref name=Ribes2009><pubmed>20066087</pubmed></ref><ref><pubmed> 22821665</pubmed></ref>11,12 。（図２A）はその様子を模式的に表したもので、マウス10.5-11.5日胚、ニワトリ4-5日胚の脊髄レベルの神経管の断面を作成するとほぼ同様の様子が観察される。図中のdP1-dP6、p0-p3、pMNの各領域にはそれぞれ特有の性質を持つ神経前駆細胞が配置される。各前駆領域の細胞はさらに分化して、それぞれの前駆領域に対応する機能性の[[神経細胞]]（ニューロン）を産出する（dI1-dI6、V0-V3、MN：各神経細胞がもつ性質については13<ref name=Alaynick2011><pubmed>21729788</pubmed></ref>を参照）。
	個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH]]型[[転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を図2Aに掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。		個々の領域を分子レベルで特徴付けることができるのは、領域特異的に発現する[[ホメオボックス]]型または[[bHLH]]型[[転写因子]]が同定されているためである（同定されている転写因子の一部を図2Aに掲載した：詳細については13<ref name=Alaynick2011 />を参照）。
	これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、RP（[[蓋板]]）やFP（[[底板]]~~）からそれぞれ分泌されるBMP、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic~~ Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。		これらの領域はどの個体でも配置が変わることがないため、「パターン」と呼ばれており、そのパターン決定は、RP（[[蓋板]]）やFP（[[底板]]）からそれぞれ分泌される[[BMP]]、Wnt、ソニック・ヘッジホッグ（Sonic Hedgehog; Shh）といったモルフォゲンの濃度勾配によっている。つまり、これら各領域の細胞の分化方向はモルフォゲンの種類と濃度という位置情報によって決定されるのであり、その意味で神経管の背腹軸は位置情報を解析する上で良いモデル系である。

	== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==		== ソニック・ヘッジホッグの動的な濃度勾配の変化と、細胞の分化方向の決定 ==

Junko kurahashi: /* 位置情報とは */

2018-03-07T04:37:07Z

位置情報とは

← 古い版		2018年3月7日 (水) 13:37時点における版
12行目:		12行目:
	胚発生期の器官の[[形態形成]]（morphogenesis）においては、[[前駆細胞]]が器官内で様々な細胞へと分化し、それらが一定のルールに従って配置される。この細胞の配置はどの個体でも同じであり、このことを「[[パターン形成]]（pattern formation）」という<ref><pubmed>21044633</pubmed></ref><ref><pubmed>26970003</pubmed></ref>1,2。器官内の種々の細胞が正確に配置されることは、器官が機能体として固有の機能を発揮するために重要である。器官が正確にパターン化されるためには、各前駆細胞が器官内における自らの相対的位置を認識する必要があるが、それを与えるのが位置情報である。		胚発生期の器官の[[形態形成]]（morphogenesis）においては、[[前駆細胞]]が器官内で様々な細胞へと分化し、それらが一定のルールに従って配置される。この細胞の配置はどの個体でも同じであり、このことを「[[パターン形成]]（pattern formation）」という<ref><pubmed>21044633</pubmed></ref><ref><pubmed>26970003</pubmed></ref>1,2。器官内の種々の細胞が正確に配置されることは、器官が機能体として固有の機能を発揮するために重要である。器官が正確にパターン化されるためには、各前駆細胞が器官内における自らの相対的位置を認識する必要があるが、それを与えるのが位置情報である。

	器官発生の初期には、組織は[[未分化細胞]]の塊だが、やがて細胞塊の一部に[[シグナル]]の源である細胞群（[[シグナリングセンター]]（signalling centre））が出現する<ref><pubmed> 22570373</pubmed></ref>~~3。この領域からは細~~[[~~胞外因子~~]]が分泌され、この[[分泌因子]]は多くの場合器官内で濃度勾配を形成する。器官内の各細胞（前駆細胞）はこの濃度によって自分が何の細胞に分化するのか（つまりどのような機能を分担するのか）の情報を獲得するのである。		器官発生の初期には、組織は[[未分化細胞]]の塊だが、やがて細胞塊の一部に[[シグナル]]の源である細胞群（[[シグナリングセンター]]（signalling centre））が出現する<ref><pubmed> 22570373</pubmed></ref>3。この領域からは[[細胞外因子]]が分泌され、この[[分泌因子]]は多くの場合器官内で濃度勾配を形成する。器官内の各細胞（前駆細胞）はこの濃度によって自分が何の細胞に分化するのか（つまりどのような機能を分担するのか）の情報を獲得するのである。

	== モルフォゲンモデル ==		== モルフォゲンモデル ==