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発生:Fgf/Gremlin抑制フィードバックループは肢芽の伸長停止を誘導する

Nature 454, 7204 doi: 10.1038/nature07085

器官の形成と再生における増殖の促進と制限の適切なバランスは、器官を正常なサイズにするためにきわめて重要である。肢芽の増殖伸長は、繊維芽細胞増殖因子(Fgf)遺伝子、sonic hedgehogShh)、Gremlin1Grem1)による正のフィードバックループ中のシグナルによって促進される。これらのシグナルが適切に終息することは、肢芽の大きさを制限するために必須である。現在のモデルでは、ニワトリの肢芽の場合と一致するシグナル終止手順が予測されている。しかし、我々はマウス肢芽ではその順序が異なることを見いだし、そこで新たな機構の探索を行った。本研究では、正のフィードバックループを構成する遺伝子に欠陥のある複合変異体マウスの解析により、FGFシグナルがGrem1の発現を抑制できることの遺伝学的証拠を示し、新たなFgf/Grem1抑制ループを明らかにする。この抑制機構はマウスとニワトリ両方の肢芽でみられ、またFGFの高い活性に依存する。以上のデータは、Fgf/Shhの正のフィードバックループが肢芽伸長とFGFシグナル伝達の上昇を促進し、FGFシグナル伝達はFgf/Grem1抑制ループを誘導するという機構を支持する。その後、この抑制ループは、マウスまたはニワトリの肢芽で観察された順序で伸長シグナルを停止させる。今回得られた結果は、自己促進性、自己終結性の回路という概念を明らかにするもので、広範囲の発生や再生現象では、この概念が適切な組織サイズを獲得するために使われていると考えられる。

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