Gastrulation brain homeoboxファミリー

要約

Gbx（Gastrulation brain homeobox）遺伝子はほぼ全ての多細胞動物で存在が知られる、進化的に極めて古いホメオボックス遺伝子ファミリーであり、多様な機能が明らかになっている。脊椎動物で研究が進んでおり、初期神経板での中脳と後脳の境界の決定とその位置での峡部オーガナイザーの形成、そしてその後の小脳形成においてGbxが重要な役割を担うことから注目を集めた。その後、終脳、視床、脊髄などにおいて各種ニューロンの発生がGbxにより制御されること、この遺伝子は神経堤細胞や内耳原基の発生を制御すること、心臓の発生にも関わることなどが判明した。近年の研究は、Gbxが細胞の多能性維持に関わること、一方で各種疾患と関わりをもつことも明らかにしており、この遺伝子の役割は、今後も引きつづき、脳形成をはじめとする動物発生に関わる基礎生物科学、そして医学研究の重要な対象となると考えられる。

イントロダクション

Gbx/GBX/gbxファミリーは、Antpクラスに分類されるホメオボックス遺伝子群から構成されており、無脊椎動物、脊椎動物を問わず動物界に広く存在している（表１）。Gbx（Gastrulation brain homeobox）という名称は、原腸形成期のアフリカツメガエル（以下ツメガエル、Xenopus laevis）胚および発生初期のマウス脳における発現に由来する。当初、多くの動物種において、新たなHox型遺伝子の同定を目指して縮重プライマーを用いたPCR増幅が行われ、その結果として同定された（以下、一般名としてはGbxを用いる）。脊椎動物では二つのパラログ遺伝子、Gbx1とGbx2が知られており、このユニークな遺伝子名からも推察されるように、多くの種で原腸形成以降様々な領域で発現するが、とりわけ脳での発現と機能が顕著である。研究の初期では、脊椎動物胚での中脳後脳境界（MHB）の決定と峡部形成、中脳・小脳を誘導するオーガナイザー活性との関わりから注目を浴びたが、その後、中枢神経系（CNS）の発生を始めとして多様な発生の局面で役割が明らかになりつつある。なお、最初に報告されたGbxはニワトリGbx1であり、その時点ではChox7と呼ばれ、引き続いてマウスではMMoxBと命名された。一方、Gbx2は、同定時にはMMoxA、Stra7と呼ばれていた。