細胞増殖因子による初期胚のパターン形成ー細胞集団に異なる位置情報を与える
しくみ

岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所発生生物学研究系　
上野直人

　細胞の増殖と分化を司る細胞増殖因子は、動物の初期発生や器官形成において必須
の役割を担っている。形態形成現象には細胞増殖因子やその受容体によるシグナル伝
達系を介した細胞間相互作用が必要であることはよく知られているが、細胞で作られ
た細胞増殖因子タンパク質がどのように異なる組織を誘導し「パターン形成」を制御
するのか、そのメカニズムについてはよくわかっていない。例えば細胞増殖因子タン
パク質自身が広く拡散するのか（拡散モデル）、あるいは別のシグナル分子の誘導を
介して間接的に周囲の細胞に影響を及ぼすのか（リレーモデル）、また、拡散すると
すればその作用は多数の細胞を越える長距離作用(long range action)なのか、近傍
にのみ作用する短距離作用（short range action)なのかについても不明な点が多い
。我々はこの問題について細胞増殖因子リガンドの一次構造の多様性に着目して研究
した。その結果、初期胚におけるリガンドの挙動はそのタンパク質の構造に大きく依
存しており、増殖因子によってその作用範囲が大きく異なることがわかってきた。こ
れは増殖因子リガンドの作用範囲の多様性はリガンドの一次構造の多様性に還元でき
る可能性を示唆しており、増殖因子の遺伝子進化と生物の形態進化との関連を考える
上で興味深い。また、このような細胞外における細胞増殖因子の拡散・活性制御機構
がパターン形成メカニズムそのものであるとも考えられる。細胞増殖因子の細胞外制
御機構および細胞内シグナル伝達系に着目して、アフリカツメガエル初期胚のとくに
外胚葉のパターン形成のしくみについてお話ししたい。