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書き出し

Histological and molecular developmental studies on the regeneration of digestive tract in the sea cucumber Eupentacta quinquesemita

岡田, 朱理 東京大学 DOI:10.15083/0002006714

2023.03.24

概要

論文審査の結果の要旨
氏名

岡田

朱理

本論文は General introduction、3つの本章、General discussion から構成され
ている。
General introduction では、まず生存戦略の観点から、自ら組織を切断する自切
や、再生現象に触れ、特に本研究で扱う棘皮動物のナマコにおける内臓放出後の再
生現象について、先行研究の知見と未解決の問題がまとめられている。そして、組
織学的解析と分子生物学的解析により、前方放出を行うナマコにおける再生メカニ
ズムを明らかにすること、が目的として提示されている。
第1章では、前方放出を行うナマコである、イシコ Eupentacta quinquesemita
について、組織学的な解析により、前方放出種の消化管再生過程を詳細に記載して
いる。内臓放出直後は、体腔内には腸間膜と総排出腔のみが残っており、後方(反
口側)の新しい消化管の管構造は、先行研究と同様に、総排出腔から盲嚢状の管が
腸間膜に沿って伸長することで形成される。一方、前方(口側)の管構造は、腸間
膜の端が間充織により肥厚し、その間充織中に上皮様の組織ができ、それらが多数
の小さな管となることで、管構造を形成する過程が明らかとなった。このことから、
前方放出を行うイシコでは間充織上皮転換(Mesenchymal-Epithelial Transition:
MET)により、前方の管が形成されることが示唆されている。
第2章では、第1章の結果をもとに MET 関連遺伝子と、消化管の分化に重要で
あると考えられる Hox/Parahox 遺伝子群について、qPCR と in situ ハイブリダイ
ゼーションによる解析を行っている。これにより、MET 関連遺伝子の再生初期にお
ける発現上昇や、パターニング遺伝子の前後軸に沿った発現パターンが明らかとな
った。また、発現パターンの比較により、再生初期における間充織の増加に従って、
MET と組織のパターニングが起きている可能性が示唆されている。
第3章では、前方放出種において内臓放出時に消化管とともに放出される、神経
系の再生について、組織学的・分子生物学的な解析を行っている。qPCR による解
析においては、神経の発生に関与する遺伝子に着目し、これらの遺伝子が成体の神
経の再生過程においても、再び発現することが示された。
General discussion では、博士論文全体の成果と今後の研究の展望などが述べら
れている。

1

以上の成果は、前方放出を行うナマコの消化管再生メカニズムを理解する上で、
基礎的なデータであるとともに、消化管再生過程での MET の関連を新規に示唆す
るものとして評価される。本論文は明快な英語で書かれており、第1章の全体がす
でに国際誌に公刊されていることからも、英文での論文執筆能力も確認できた。ま
た、データの処理が適正に行われており、正確な図表で示されていること、関連す
る文献が不足なく適切に引用されていることを確認した。
なお、本論文第1章は、近藤真理子との共同研究であり、第2章・3章は三浦徹
との共同研究であるが、いずれも論文提出者が主体となって立案及び解析を行なっ
たもので、論文提出者の寄与が十分であると判断する。
したがって、博士(理学)の学位を授与できると認める。

2

この論文で使われている画像

参考文献

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Eupentacta quinquesemita before and during evisceration. J. Exp. Biol.

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no. 112

120

Figure GD-1.

Schematic diagram explaining the regeneration process after the anterior

evisceration in Eupentacta quinquesemita. The mechanistic events like

mesenchymal-epithelial transition (MET) and up-regulations of MET-related

genes and Hox/parahox genes are also shown.

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Acknowledgments

I would like to express the deepest appreciation to Prof. Toru Miura of

Misaki Marine Biological Station (MMBS), The University of Tokyo, for his strong

support in this thesis. I also thank Dr. Mariko Kondo for her guidance and help in

my sea cucumber study. Without their encouragement and suggestions, this

thesis would not have materialized.

I am also grateful to Dr. Yoshinobu Hayashi of the Keio University for his

arranging the RNAseq data that became an important key of molecular biological

analysis; Dr. Chie Umatani of The University of Tokyo for her teaching me a

typical method of in situ hybridization; Dr. Manabu Yoshida of MMBS for his

critical comments and suggestions; Dr. Daisuke Kurokawa of MMBS for his helpful

advice about molecular biological experiments; Dr. Masanori Okanishi of MMBS

for his support and discussion about systematics.

Mr. Yoshinori Harumoto of Aquamarine Fukushima (Fukushima Ocean

Science Museum), Mr. Kanade Abe of Yokohama Hakkeijima Sea Paradise, and

the technical staffs of MMBS (Mr. Mamoru Sekifuji, Ms. Michiyo Kawabata and Ms.

Miho Kyokuwa) provided me a lot of sea cucumbers, and I am also particularly

grateful to Mr. Kohtsuka Hisanori of MMBS for his help in collecting sea cucumbers

and a lot of encouragement.

I received warm encouragement from Dr. Akihito Omori of Niigata

University, Ms. Toko Tsurugaya of Urawa University and Ms. Akiko Nagai of

Kamakura Gakuen Junior and Senior High School, and I have greatly benefited

from Dr. Kohei Oguchi of National Institute of Advanced Industrial Science and

Technology (AIST) for his respectable attitude as a member of Miura Laboratory

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and assist in molecular biological experiments. I sincerely would like to thank all

the member of MMBS for their helpful support.

I also express my gratitude to Takafumi Ikeda for his meaningful

discussion and kind encouragement.

Finally, I deeply thank my mother and sisters, Kaoru, Chika, Maki and

Norika for their financial support and everything they have done for me.

123

...

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