Xenopus発生初期におけるXenopus FGF receptor-like 1/nou-darake の発現パターンは、プラナリアのnou-darakeとXenopus FGF8の発現パターンに似ている

Expression patterns of Xenopus FGF receptor-like 1/nou-darake in early Xenopus development resemble those of planarian nou-darake and Xenopus FGF8.

抄録

線維芽細胞増殖因子（FGF）は、発生初期における多くの細胞間シグナル伝達イベントを媒介する。FGF受容体(FGFR)様分子をコードする遺伝子であるヌーダラケ(ndk)は、プラナリアDugesia japonicaの頭部領域で特異的に高発現していることが見出され、その機能解析は、FGFシグナル経路に基づく脳誘導回路の存在を示す有力な分子的証拠となった。脊椎動物の発生におけるndkの役割を解析するため、我々はndkのXenopusオルソログである脊椎動物FGFR様1遺伝子（XFGFRL1）を単離した。XFGFRL1/Xndkの発現は、胃発生後期に前方領域で初めて検出され、神経発生初期には前索板、傍軸中胚葉、前内胚葉、アーチェントロン・ルーフを含む前方中胚葉領域全体で劇的に増加した。この前方での発現パターンはプラナリアにおけるndkの発現パターンと類似しており、FGFRL1/ndkの発現は、遠く分岐したこの2つの生物の間で進化的に保存されていることが示唆された。尾芽の段階で、XFGFRL1/Xndkの発現は、前脳、眼、中脳と後脳の境界、耳小胞、内臓弓、体節を含む複数の領域で検出された。これらの領域の多くで、XFGFRL1/XndkはXFGF8と共発現しており、XFGFRL1/Xndkが、sprouty、sef、istminを含むXFGF8共発現グループの一員であることを示している。

Fibroblast growth factors (FGFs) mediate many cell-to-cell signaling events during early development. Nou-darake (ndk), a gene encoding an FGF receptor (FGFR)-like molecule, was found to be highly and specifically expressed in the head region of the planarian Dugesia japonica, and its functional analyses provided strong molecular evidence for the existence of a brain-inducing circuit based on the FGF signaling pathway. To analyze the role of ndk during vertebrate development, we isolated the Xenopus ortholog of ndk, the vertebrate FGFR-like 1 gene (XFGFRL1). Expression of XFGFRL1/Xndk was first detected in the anterior region at the late gastrula stage and dramatically increased at the early neurula stage in an overall anterior mesendodermal region, including the prechordal plate, paraxial mesoderm, anterior endoderm, and archenteron roof. This anterior expression pattern resembles that of ndk in planarians, suggesting that the expression of FGFRL1/ndk is conserved in evolution between these two distantly diverged organisms. During the tail bud stages, XFGFRL1/Xndk expression was detected in multiple regions, including the forebrain, eyes, midbrain-hindbrain boundary, otic vesicles, visceral arches, and somites. In many of these regions, XFGFRL1/Xndk was coexpressed with XFGF8, indicating that XFGFRL1/Xndk is a member of the XFGF8 synexpression group, which includes sprouty, sef, and isthmin.