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ヒドラにおける頭部再生時のVEGFとFGFシグナル伝達
VEGF and FGF signaling during head regeneration in hydra.
PMID: 31421190 DOI: 10.1016/j.gene.2019.144047.
抄録
背景:
血管内皮増殖因子（VEGF）と線維芽細胞増殖因子（FGF）のシグナル伝達経路は、動物系統を超えて血液血管系や神経系の形成に重要な役割を果たしている。私たちはこれまでに、体軸がはっきりしていて、神経系が組織化されており、再生能力に優れた刺胞動物であるヒドラ・バルガリス・インド・プネからVEGFとFGFを報告してきました。今回、私たちはヒドラからVEGFとFGFのシグナル伝達経路の3つの成分をさらに同定しました。その中には、FGF-1、FGF受容体1（FGFR-1）、VEGF受容体2（VEGFR-2）が含まれており、これらが再生に果たす役割を解明することを目的としています。
BACKGROUND: Vascular endothelial growth factor (VEGF) and fibroblast growth factor (FGF) signaling pathways play important roles in the formation of the blood vascular system and nervous system across animal phyla. We have earlier reported VEGF and FGF from Hydra vulgaris Ind-Pune, a cnidarian with a defined body axis, an organized nervous system and a remarkable ability of regeneration. We have now identified three more components of VEGF and FGF signaling pathways from hydra. These include FGF-1, FGF receptor 1 (FGFR-1) and VEGF receptor 2 (VEGFR-2) with a view to deciphering their possible roles in regeneration.
方法:
タンパク質のインシリコ解析は、Clustal omega、Swiss model、MEGA 7.0等を用いて行った。遺伝子発現は全マウントin situハイブリダイゼーションにより調べた。VEGFおよびFGFシグナル伝達を特定の薬理学的阻害剤を用いて阻害し、頭部再生への影響を調べた。
METHODS: In silico analysis of proteins was performed using Clustal omega, Swiss model, MEGA 7.0, etc. Gene expression was studied by whole mount in situ hybridization. VEGF and FGF signaling was inhibited using specific pharmacological inhibitors and their effects on head regeneration were studied.
結果:
遺伝子の発現パターンは、FGF-1とFGFR-1、さらにはVEGFとVEGFR-2の間の相互作用の可能性を示唆している。脱頭したヒドラをFGFR-1またはVEGFR-2の薬理学的阻害剤で48時間処理したところ、処理したヒドラは未処理の対照再生体と比較して頭部の再生が遅延した。また、頭部特異的遺伝子HyBra1、HyKs1、触手特異的遺伝子HyAlxの発現をwhole mount in situハイブリダイゼーションで調べたところ、3つの遺伝子の発現はいずれも処理された再生体で悪影響を受けていることがわかった。
RESULTS: Expression patterns of the genes indicate a possible interaction between FGF-1 and FGFR-1 and also VEGF and VEGFR-2. Upon treatment of decapitated hydra with pharmacological inhibitor of FGFR-1 or VEGFR-2 for 48 h, head regeneration was delayed in treated as compared to untreated, control regenerates. When we studied the expression of head specific genes HyBra1 and HyKs1 and tentacle specific gene HyAlx in control and treated regenerates using whole mount in situ hybridization, expression of all the three genes was found to be adversely affected in treated regenerates.
結論:
その結果、VEGF,FGFシグナル伝達はヒドラの頭部再生に重要な役割を果たしていることが示唆された。
CONCLUSIONS: The results suggest that VEGF and FGF signaling play important roles in regeneration of hypostome and tentacles in hydra.
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