「Gastrulation brain homeoboxファミリー」の版間の差分

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=== 無脊椎動物の''Gbx''===

無脊椎動物についてはこれまで主にCNSでの発現が解析されてきた。半索動物胚の ''Otx'' と ''Gbx'' は、重なりはあるもののそれぞれ前方外胚葉と後方外胚葉で発現する。頭索類胚のCNSでは、前方の ''Otx'' 発現と後方の ''Gbx'' 発現が明瞭な境界をつくる<ref name=Holland2008><pubmed>18836256</pubmed></ref> <ref name=Lowe2003><pubmed>12837244</pubmed></ref> <ref name=Castro2006><pubmed>16687133</pubmed></ref>。一方、前口動物であるショウジョウバエの ''unpg'' は、st. 8において初めて腹側の神経外胚葉細胞と中胚葉細胞で発現する<ref name=Chiang1995><pubmed>8582298</pubmed></ref>。その後、CNSでは後方で発現し、前方脳特異的遺伝子 ''otd''（''Otx2'' ホモログ）の発現後端と接する<ref name=Hirth2003><pubmed>12702651</pubmed></ref>。環形動物（ゴカイ）および各種軟体動物の幼生でも同様に前後に沿った部域特異的発現が ''Otx''–''Gbx'' について報告された<ref name=Steinmetz2011><pubmed>21210944</pubmed></ref> <ref name=Focareta2014><pubmed>25286399</pubmed></ref> <ref name=Wollesen2017><pubmed>28710480</pubmed></ref>。以上の観察は、CNSのパターニングではたらく ''Otx2''–''Gbx'' の制御系が進化的に保存されてきたことを示唆する。なお、''unpg'' は、後述する変異体の表現型からも予想されるように第一気管分節内の脳分枝形成細胞でも発現する<ref name=Chiang1995><pubmed>8582298</pubmed></ref>。

{| class="wikitable" style="font-size:90%;"

|+ 表2. 初期の研究で報告された Gbx 遺伝子の発現パターン

! 遺伝子 !! 動物種 !! 発現 !! 出典

|-

| rowspan="4" | Gbx1

| マウス

|

・E7.5から後方で強く発現する。発現前端はGbx2のものよりやや後方にあり、後方に向けて発現が強くなる。その後、後脳第2–第7菱脳節（r2–r7）、脊髄（脳室帯）、眼胞、内側基底核原基（MGE）、前脳基底部などで発現が見られる。後脳では特にr3とr5で発現が顕著となる。

・尿素、尿嚢、側板中胚葉でも発現が見られる。

|

|-

| ニワトリ

|

・RT-PCRにより13日齢の脳と骨格筋で発現が検出された。

・胚由来の表皮、そして腸の粘膜上皮でも発現する。

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| ツメガエル

| not known

|

|-

| ゼブラフィッシュ

|

・原腸形成中期（75% epiboly）からotx2の発現する前方領域とほぼ相補的に神経板の後方で広く発現する。

・体節形成以降、後脳では前端（r1）で発現が消失する一方、より後方の菱脳節及び脊髄で発現が見られる。各菱脳節での発現レベルはダイナミックに変動する。

・咽頭期（30 hpf以降）、外套下部（MGE）で発現が観察され、後脳運動ニューロンでも発現する。

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|-

| rowspan="7" | Gbx2

| マウス

|

・発現は頭尾軸（E7.5–7.75）に後方の3胚葉全てで開始し、その後CNSで発現が顕著となる。E7.75にはMHB周辺を前端として後方CNSで広く認められるが、徐々に前方に限定され、E10.5では後脳前端に収束する。

・MHB周辺外においても多様な部位で発現する。E8.5胚では前腸と尾芽、E9.5胚では脊髄全域、内耳原基（耳胞）、咽頭弓、E11.5では視床、線条体、小脳、延髄の一部、脊髄背側、内耳上皮、咽頭弓で発現が検出される。成体では脳、脾臓、扁桃体で発現する。

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| ニワトリ

|

・原腸形成の進行するHH3/HH4より胚盤葉後方で広く発現が見られる。HH6/HH6+より神経管での発現が顕著となり、体節形成が開始する時期にMHBを前端として後脳前方（r1–r3）で発現する。その後、後脳や脊髄側部の脳室帯、視床、菱脳節境界、尾芽、内胚葉、体節、耳胞内側部、咽頭弓周辺細胞などで発現する。

・RT-PCRでは様々な造血系細胞（骨髄、ファブリキウス嚢、肝臓、脾臓、胸腺）で発現が検出される。

|

|-

| ツメガエル

|

・gbx2遺伝子は2つ同定されており（gbx2a, gbx2b）。gbx2aはマウスやニワトリと同様、原腸形成初期・中期（st.10.5/11）から後方の背・側外胚葉で広く発現し、st.13/14ではMHBに対応する鮮明な前方発現境界を示す。その後r1、脊髄、後方後脳、耳胞、移動中の神経堤細胞、咽頭弓で発現が見られる。gbx2bも同様の発現を示すが開始が遅く、発現レベルが低い。一方で血島での発現が観察される。

|

|-

| ゼブラフィッシュ

|

・発現開始時期が遅く、原腸形成終了期（90% epiboly）に後脳前端に出現する。原腸形成終了後も後脳前端で発現が継続する。体節形成期（18–24 hpf）に後脳で一過的に発現が検出される。36 hpf以降は視床原基でも発現が観察される。

・体節形成期以降、耳胞、咽頭弓、尾芽などでも発現する。

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| 半索動物（ギボシムシ）

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・OtxとGbxは重なりはあるものの、各前方外胚葉と後方外胚葉で発現する。

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| 頭索類（ナメクジウオ）

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・CNSでは前方のOtx発現と後方のGbx発現は明瞭な境界をつくる。

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| ショウジョウバエ

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・unpgはst.8において初めて腹側正中線上の神経外胚葉細胞および中胚葉細胞で発現が認められ、その後拡張して腹側神経外胚葉に広がる。最前縁は中大脳（deutocerebrum）に到達する。この位置は中大脳/後大脳境界に対応する。

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|}

==タンパク質機能==

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 === 無脊椎動物の''Gbx''===
 　無脊椎動物についてはこれまで主にCNSでの発現が解析されてきた。半索動物胚の ''Otx'' と ''Gbx'' は、重なりはあるもののそれぞれ前方外胚葉と後方外胚葉で発現する。頭索類胚のCNSでは、前方の ''Otx'' 発現と後方の ''Gbx'' 発現が明瞭な境界をつくる<ref name=Holland2008><pubmed>18836256</pubmed></ref> <ref name=Lowe2003><pubmed>12837244</pubmed></ref> <ref name=Castro2006><pubmed>16687133</pubmed></ref>。一方、前口動物であるショウジョウバエの ''unpg'' は、st. 8において初めて腹側の神経外胚葉細胞と中胚葉細胞で発現する<ref name=Chiang1995><pubmed>8582298</pubmed></ref>。その後、CNSでは後方で発現し、前方脳特異的遺伝子 ''otd''（''Otx2'' ホモログ）の発現後端と接する<ref name=Hirth2003><pubmed>12702651</pubmed></ref>。環形動物（ゴカイ）および各種軟体動物の幼生でも同様に前後に沿った部域特異的発現が ''Otx''–''Gbx'' について報告された<ref name=Steinmetz2011><pubmed>21210944</pubmed></ref> <ref name=Focareta2014><pubmed>25286399</pubmed></ref> <ref name=Wollesen2017><pubmed>28710480</pubmed></ref>。以上の観察は、CNSのパターニングではたらく ''Otx2''–''Gbx'' の制御系が進化的に保存されてきたことを示唆する。なお、''unpg'' は、後述する変異体の表現型からも予想されるように第一気管分節内の脳分枝形成細胞でも発現する<ref name=Chiang1995><pubmed>8582298</pubmed></ref>。
+{| class="wikitable" style="font-size:90%;"
+|+ 表2. 初期の研究で報告された Gbx 遺伝子の発現パターン
+! 遺伝子 !! 動物種 !! 発現 !! 出典
+|-
+| rowspan="4" | Gbx1
+| マウス
+|
+・E7.5から後方で強く発現する。発現前端はGbx2のものよりやや後方にあり、後方に向けて発現が強くなる。その後、後脳第2–第7菱脳節（r2–r7）、脊髄（脳室帯）、眼胞、内側基底核原基（MGE）、前脳基底部などで発現が見られる。後脳では特にr3とr5で発現が顕著となる。<br>
+・尿素、尿嚢、側板中胚葉でも発現が見られる。
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+・RT-PCRにより13日齢の脳と骨格筋で発現が検出された。<br>
+・胚由来の表皮、そして腸の粘膜上皮でも発現する。
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+| ゼブラフィッシュ
+|
+・原腸形成中期（75% epiboly）からotx2の発現する前方領域とほぼ相補的に神経板の後方で広く発現する。<br>
+・体節形成以降、後脳では前端（r1）で発現が消失する一方、より後方の菱脳節及び脊髄で発現が見られる。各菱脳節での発現レベルはダイナミックに変動する。<br>
+・咽頭期（30 hpf以降）、外套下部（MGE）で発現が観察され、後脳運動ニューロンでも発現する。
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+・発現は頭尾軸（E7.5–7.75）に後方の3胚葉全てで開始し、その後CNSで発現が顕著となる。E7.75にはMHB周辺を前端として後方CNSで広く認められるが、徐々に前方に限定され、E10.5では後脳前端に収束する。<br>
+・MHB周辺外においても多様な部位で発現する。E8.5胚では前腸と尾芽、E9.5胚では脊髄全域、内耳原基（耳胞）、咽頭弓、E11.5では視床、線条体、小脳、延髄の一部、脊髄背側、内耳上皮、咽頭弓で発現が検出される。成体では脳、脾臓、扁桃体で発現する。
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+| ゼブラフィッシュ
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+・発現開始時期が遅く、原腸形成終了期（90% epiboly）に後脳前端に出現する。原腸形成終了後も後脳前端で発現が継続する。体節形成期（18–24 hpf）に後脳で一過的に発現が検出される。36 hpf以降は視床原基でも発現が観察される。<br>
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+| ショウジョウバエ
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+・unpgはst.8において初めて腹側正中線上の神経外胚葉細胞および中胚葉細胞で発現が認められ、その後拡張して腹側神経外胚葉に広がる。最前縁は中大脳（deutocerebrum）に到達する。この位置は中大脳/後大脳境界に対応する。
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 ==タンパク質機能==