【研究分野】胎児・新生児医学

【研究領域課題番号】15H04883 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

心血管系 / 発生 / 形態形成 / シグナル伝達 / 転写調節因子 / 先天性心疾患 / ノックアウトマウス / 発生・形態形成 / 心血管発生・形態形成 / 心血管発生

【研究成果の概要】

心血管発生・形態形成は多様な細胞間・細胞内情報伝達系・遺伝子発現調節機構によって制御され、ヒト先天性心疾患の病因として転写調節因子やシグナル伝達因子の変異・機能異常が重要である。本研究では心血管発生・形態形成に重要な情報伝達系において重要な遺伝子群の欠損によるマウスモデルにおける異常を詳細に解析するとともに、それら遺伝子の発現制御機構の解明につながる知見を得た。本研究の成果は心血管発生・形態形成の分子メカニズム解明に役立つことが期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】21791004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生 / 循環器 / シグナル伝達 / 発生・分化 / 再生医学 / 循環器・高血圧 / 動物

【研究成果の概要】

イノシトール三リン酸受容体(IP3R)の3種のサブタイプのうち、1型および3型IP3Rを同時に欠損させたダブルノックアウト(1/3DKO)マウスは心臓血管発生異常をきたす。組織マーカーの発現解析と組織特異的1/3DKOマウスの解析により、1型・3型IP3Rは、右心室から心臓流出路の発生において二次心臓領域のうちTbx1非発現領域で機能すると考えられた。さらに、血管内皮細胞に発現する1型・3型IP3Rは、血管発生において血管新生の過程に必須の役割を担うことが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】19790740 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

発生 / 血管 / 咽頭弓 / カルシウム / 発生・分化 / シグナル伝達 / 再生医学 / 循環器・高血圧 / 血管発生 / 咽頭弓発生 / カルシウムシグナル / イノシトール三リン酸受容体 / 遺伝子工学

【研究成果の概要】

小児循環器診療の中で、先天性心疾患に合併して比較的頻度高く認められる大動脈の異常は、咽頭弓・血管系および咽頭弓動脈の発生異常から起因すると考えられる。本研究では、遺伝子改変マウスによる個体レベルでの解析や内皮細胞を用いたin vitroの解析によって、咽頭弓、血管系および咽頭弓動脈の発生に、イノシトール三リン酸受容体を中心とした細胞内シグナルが必須であることが示された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】19592038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

網膜 / 視機能 / 発生 / 再生 / 炎症 / サイトカイン / 分化 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

自然経過では再生しない網膜視細胞を分化誘導し、網膜機能を再生することは、現代の大きな課題の一つである。しかし、これまでの研究では、網膜細胞の中でも視細胞は誘導されにくいことが知られていた。一方、再生すべき網膜微小環境では通常とは異なった各種シグナルが活性化されている。その中で今回我々は、視細胞分化と、炎症刺激でも活性化されるNotchシグナルの関係を分子レベルで解析し、Numbが視細胞分化を許容し得ることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】10670757 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

MAPキナーゼ / ERK / p38 MAPキナーゼ / JNK / 発生 / 腎 / シグナル伝達 / 腎発生異常 / P38MAPキナーゼ / 後腎間葉細胞 / p38MAPキナーゼ / P38 / MKP-1 / 分化 / p38

【研究成果の概要】

細胞内シグナル伝達の中核的酵素MAPキナーゼ(MAPK)スーパーファミリーの腎発生における意義を検討した。まずMAPKとMAPK不活化酵素MAPK phosphatase 1(MKP-1)の腎における発現を検討した。Extracellular signal-regulated kinase (ERK)とp38MAPK(p38)、MKP-1は幼若腎に強く発現し、c-Jun N-terminal kinase (JNK)は成熟腎に発現した。活性型のERK、p38、JNKの発現もそれぞれの蛋白発現と相関した。免疫組織学的検討では、ERKはネフロン形成に伴って皮質から髄質側へ移行した。これに反し、p38は腎全体にびまん性に発現した。MKP-1の空間的発現はp38のそれと同様であった。JNKは成熟腎の尿細管すべてに発現した。
次に腎発生における機能的意義を検討した。ラット腎をERK活性化酵素MEK阻害剤PD98059、UO126、またはp38阻害剤SB203580存在下で培養、腎成長ネフロン形成、尿管芽分岐への影響を検討した。,ERKはネフロン形成と尿管芽成長に、p38は腎成長とネフロン形成に関与することが示された。
ERK、p38が腎発生において必要であることから、ERK、p38の異常により腎発生異常が生じる可能性が考えられる。そこで最も頻度の多い腎奇形、異形成腎におけるMAPキナーゼの発現を検討した。胎生10週-21歳のヒト多嚢胞性異形成腎6例につき検討、嚢胞壁におけるp38、ERKの発現増加、活性化と、JNK発現低下を認めた。同様の変化は多発性嚢胞腎モデルpcyマウス嚢胞壁にも観察された。
p38が腎成長、ネフロン形成に、ERKがネフロン形成に関与することから、腎成長、ネフロン形成に関与書,するbFGFのシグナル伝達におけるMAPキナーゼの役割を検討した。培養後腎間葉細胞においてbFGF刺激によりp38、ERKは活性化され、細胞増殖・遊走を媒介することが示された。
多嚢胞性異形成腎には尿路閉塞が高頻度に合併し、発症への関与が示唆される。そこでヒツジ胎仔尿路閉塞モデル腎におけるMAPキナーゼの発現を検討した。胎生期尿路閉塞腎の嚢胞、異形成尿細管において、細胞増殖亢進に伴いp38、ERK、P-ERKの発現増加、JNKの発現減弱が認められ、嚢胞形成に関与することが示された。
以上、正常、異常腎発生におけるMAPキナーゼの意義が明らかにされた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1998 - 2001

【配分額】2,900千円 (直接経費: 2,900千円)

【研究分野】免疫学

【研究領域課題番号】09044264 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サイトカイン / サイトカイン受容体 / シグナル伝達 / アポトーシス / 造血 / 生殖細胞 / 血管内皮細胞 / 発生 / オンコスタチンM / 血管内皮 / セルトリ細胞 / 始原生殖細胞 / 細胞増殖 / 細胞分化 / 細胞死 / 白血病

【研究成果の概要】

造血細胞の生存はサイトカインに依存しており、サイトカイン除去により細胞死が誘導される。我々はすでにこのサイトカインによる細胞死抑制機能にはサイトカインにより活性化されるRASが重要であることを示した。そこで、RASの変異体を用いてRAS下流のシグナル経路の解析を行い、RASはRAF/MAPキナーゼ経路とPI3キナーゼ経路の両方を介して細胞死を抑制していることを明かにした。一方、サイトカイン非存在下ではCaspase-3が活性化され、それがサイトカイン除去に伴う細胞死に重要であることも明らかにした。また、我々はサイトカインで誘導される分子としてオンコスタチンM(OSM)を同定していたので、その機能を検索した。造血発生の場として知られている胎生期のAGM(aorta/gonad/mesonephros)領域にOSMの発現を認め、マウスAGM領域の細胞を培養する系にてOSMが血球産生と血管内皮細胞の増殖を促進することを見いだし、OSMが血球と血管内皮に共通の前駆細胞hemangioblastsに作用する可能性を示した。さらに、この培養系を用いて、血球産生に必須な転写因子c-myb,AML-1の作用を解析した。また、OSMは生殖細胞とセルトリ細胞にも作用することを見いだした。さらに、マウスOSM受容体の生化学的解析およびマウスOSM受容体遺伝子クローニングにより、機能的な受容体の分子構造を明らかにし、ヒトOSMとの相違を明らかにした。

【研究種目】国際学術研究

【研究期間】1997 - 1998

【配分額】5,500千円 (直接経費: 5,500千円)

【研究分野】広領域

【研究領域課題番号】07409001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サイトカン / サイトカン受容体 / シグナル伝達 / 造血 / アポトーシス / 分化 / RAS / STAT / サイトカイン / サイトカイン受容体 / 血管内皮 / 発生 / 誘導遺伝子 / 細胞分化 / 造血因子 / JAK / Ras / 幹細胞 / 造血細胞 / 増殖 / 細胞死 / キナーゼ / 細胞増殖

【研究成果の概要】

IL-3/GM-CSF/IL-5受容体の変異体を使ったシグナルの解析からRASとSTAT5という二つの主要なシグナル伝達経路が明らかになってきたので、これらの活性化とサイトカイン機能との関連を中心に研究を展開した。造血細胞はその増殖だけでなく、生存にもサイトカインによる刺激を必要としており、RASの活性化は造血細胞においては細胞死の抑制に重要であることを明らかにした。さらに、RASはRAF/MAPキナーゼ経路とPI3キナーゼ経路の両方を使って細胞死を抑制していること、またサイトカイン除去による細胞死にもcaspaseが関与することなどを明かにした。一方、多くのサイトカインはSTAT5を活性化するが、その生理的意義を明らかにするために、STAT5誘導性遺伝子の分離を行い、SH2ドメインをもつ新規シグナル分子CIS,IL-6ファミリーのサイトカインOncostatin M(OSM)などを同定した。CISはサイトカインのシグナルをnegativeに制御する分子であることを示した。優勢抑制型のSTAT5変異体を用いた実験から、STAT5が造血細胞の細胞あるいは赤芽球分化に重要な機能をもつことを明らかにした。さらに、STAT5とRASによるシグナル経路がクロストークすることも示した。STAT5誘導遺伝子として同定されたOSMの機能の検索を行い、胎生期での血球発生過程や生殖細胞などに作用があることを示した。また、遺伝子クローニングによりOSM受容体の分子構造も明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1995 - 1998

【配分額】36,500千円 (直接経費: 36,500千円)