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４７–
４８(２００９)PrthropodanEmbryologi
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違２００９ArI
SSN１３４１–
１５２７

ショウジョウバエにおける生殖幹細胞と卵巣性体細胞の異種間相互作用の解析
植竹

裕・上田

早智江・仁木雄三

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幹細胞は自己再生能と分化能を備えた未分化細胞であり、血球・皮膚や生殖細胞などは、古くよりそれぞれの幹細胞の存在が示唆されてきた。幹細胞の自己再生能は、生涯を通じ、これらの細胞が枯渇することなく、常に供給され続けるのを保証している。幹細胞特有の性質を明らかにすることは、現在の発生生物学の主要なテーマの一つである。キイロショウジョウバエ Drosophilamelanogasterの 生 殖 幹 細 胞（germlinestemcells;GSCs）
は幹細胞研究の格好のモデルとして、種々の遺伝学的・分子生物学的手法により盛んに研究されている。
D.melanogasterには雌雄ともに GSCsが存在している。
雌では卵巣小管前端部で ter
minalfilament、capcell、escor
tstemcellなどが細胞外微小環境‘ニッチ’を形成し、２～３個の GSCsを取り巻く。そして、ニッチ細胞と周辺の細胞群が GSCの分裂・維持に重要な成長因子（Decapentaplegic（Dpp）、Glassbottomboat（Gbb））を分泌している。特に capcellは、DEcadher
inを介した細胞間接着によって GSCと直接的に結合し、Dppを分泌してGSCの分裂を調節している（XieandSpradling,１９９８）。
GSCは分裂の際、capcellから離れた娘細胞はシストブラストへ分化し、将来、卵になる。一方の娘細胞は、
capcellとの細胞間接着を継続したまま、GSCとして維持される（SongandXie,２００２）。
われわれは、D.mel
anogasterで得られたこれらの GSCとニッチの概念が、広く昆虫や節足動物でもみられるのかどうかを調べていきたいと考えている。しかし、ショウジョウバエ類が種分化してきた過程で、ニッチ細胞による GSCの分裂や GSCの維持に関するメカニズムが系統的に保存されているかどうかを invivoで調べるのは困難である。そこで本研究では、D.melanogasterの近縁種であるオナジショウジョウバエ D.simulans、アナナス
ショウジョウバエ D.ananassae、系統の離れたクロショウ ジ ョ ウ バ エ D.v
irilis、カ ス リ シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ D.
hydeiを用いて、invitroで D.melanogasterの GSCと各種の卵巣性体細胞を共培養し、異種間相互作用を調べた。
ニッチを形成する細胞群は３齢後期幼虫で前駆細胞として分化を開始する。各種の３齢後期幼虫の卵巣を培養し、ニッチ細胞を含む卵巣性体細胞株（LarvalGonadal＊Mesoderm;LGM）を樹立した。M３（BF）培地（Sigma,StLuis,MO）に１０％ fetalbov
ineserum（FBS）（Invitrogen,Carlabad,CA）を添加し、さらに D.melanogaster成虫の体液抽出液（Flyextract）を全体量の１０％添加した条件で培養した。培養後、３～４ヶ月で安定的に増殖する
細 胞 株 が 得 ら れ た。D.simulans、D.virilis、D.hydeiのLGM はシートを形成する細胞と球状の細胞が混在していた。D.ananassaeではシートを形成する細胞と球状の細胞が混在する LGMと、球状の細胞のみの LGMの２種類が樹立した。各種の LGM を生殖細胞特異的な分子
マ ー カ ー で あ る 抗 Vasa抗 体 で 染 色 し た 結 果、D.
simulans、D.virilis、D.hyde
iには始原生殖細胞（PGC）の存在が確認されたが、D.ananassaeには認められなかった。
次 に、上 記 で 樹 立 し た 各 種 に お け る LGM と D.
melanogasterの GSCを共培養した。GSCは bagofmarbles（bam）変異体を用いた。bam変異体では GSCsがシストブラストに分化しないため、形成細胞巣内に GSCが蓄積 す る。共 培 養 の 結 果、近 縁 種 で あ る D.simulansのLGM は GSCを１０倍以上増殖させた。D.melanogasterとは系統的には離れた種である D.virilis、D.hydeiの LGMも同様に GSCを増殖させたが、D.si
mulansに比べ増殖率は小さかった。また、D.ananassaeの LGMは他種と比較し、GSCをほとんど増殖させなかった（Fig.１）。この増殖率の差異は、GSCの分裂や GSCの維持に関するメカニズムに種特異性が存在していることを示唆している。また、GSCはシートを形成する LGM の上で広がって増殖していることが確認されたが、一方で GSCの単独培養では GSCの増殖は認められなかった。このことは、GSCと各種の LGM との間に直接的な相互作用があることを示唆している。そこで GSCと LGM との間の細胞間接着を示す抗 DEcadherinの抗体染色を行ったとこ
ろ、D.simulans、D.virils、D.hydeiの LGM と GSCとの間には、より多くの DEcadherinの蓄積が認められた。
これは異種間でも細胞間接着することでより直接的な相互作用が生じ、GSCの分裂・GSCの維持が生じていることを示唆している。また、GSCを増殖させなかった D.
ananassaeの LGM では、DEcadherinの蓄積がみられな

Abstractofpaperreadatt
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to,Nagano)
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Fig.
１ Proliferationcurv
eo
fGSCsofDrosophilame
lanog
aste
rwhe
ncoculturedwit
hLGM cellsofdifferentspeciesorigin.Growt
hratesofGSCsmuchdependedonLGM cellscocultured.Basically,thegrowt
hratesre
flecttheevolut
ionaldistancesbetweenspecies.

かった。前述したように LGM 樹立時にも D.ananassaeの LGM には PGCが含まれていなかった。つまり、D.
ananassaeの LGM には GSC、PGCの維持・増殖に重要なニッチを形成する細胞が存在しないことが示唆された。
今後、LGM と GSCとの相互作用をより詳細に調べていく予定である。

引用文献
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l,９４,２５１–２６０.
Song,X.andT.Xie(２００２)DEcadher
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