남아프리카산 발톱 달린 개구리(Xenopus laevis)의 초기발생에 있어서, 중배엽 및 신경외배엽유도에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 FGF (fibroblast growth factor) 신호가 내배엽형성 시에는 차단되어야 한다는 사실이 FGF신호차단실험을 통하여 밝혀져 있다. 본 연구에서는 내배엽형성에 중요한 역할을 하는 FGF 신호전달계의 발생 시기별 배자(embryo)에 대한 역할을 알아보기 위하여, 남아프리카산 발톱 달린 개구리의 배자를 접합자(zygotic) 유전자발현이 시작되는 MBT(mid-blastula transition)와 창자배형성(gastrulation)이 시작되는 stage 10.5를 두 개의 기준점으로 하여 발생 시기별로 채취하였다. 각각의 발생시기별 배자에서 FGF신호의 화학적 저해제인 SU5402를 이용하여 FGF 신호를 차단하였다. 그 결과, 수정 후부터 stage 10.5까지 FGF신호를 차단한 배자의 경우 배 부분이 특이적으로 팽창되는 현상을 관찰할 수 있었으며, 배 부분이 팽창된 배자의 조직절편을 관찰하여 보면, 내배엽조직은 정상 배자보다 약 2배 정도 증가하였지만 장기로 형성되지는 않았다. 또한, stage 10.5 이후에 FGF 신호가 차단된 경우에는 배 부위의 팽창은 관찰되지않고 신경관이 열려 있는 현상만을 관찰할 수 있었다. 또한, 조직재조합실험의 결과, 미분화된 내배엽조직으로부터 내배엽장기표지자가 유도되기 위해 중배엽조직이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 사실은 stage 10.5 이전까지의 FGF 신호차단이 내배엽 유도와 형성에 필요하며, 배엽발생에 이어서 진행되는 조직 및 장기 발생 단계에는 분화된 중배엽세포와 주위 조직으로부터의 신호전달이 내배엽의 유지와 분화에 필요하다는 것을 의미한다.
Our previous results showed that FGF signaling, which is important for the mesoderm and neuroectoderm induction, should be blocked for the endoderm formation in Xenopus. Here, Xenopus embryos were collected according to the two time points of MBT or stage 10.5. FGF signal was blocked with SU5402, chemical inhibitor of FGF signal, in the stage-specific embryos, to understand the role of FGF signal during the endoderm formation in the stage-specific embryos. Embryos subjected with the blocking of FGF signal before stage 10.5 showed the expanded abdominal volume in which endodermal mass was increased about 2 times but abdominal organs were not found. The tissue recombinant experiment showed that mesodermal tissue was necessary for the differentiation of endoderm. Embryos subjected with the blocking of FGF signal after stage 10.5 showed that abdomen was not expanded, the neural tube was opened instead. Our data indicate that blocking of FGF signal before stage 10.5 may be necessary for the endoderm induction and signals from neighboring endoderm tissue and mesoderm are required for the endoderm differentiation.
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