【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】24500447 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Musashi1 / RNA結合タンパク質 / 神経発生 / 神経回路 / 未分化維持 / 翻訳制御 / 転写後制御 / 神経分化 / Musashi / Dcc / Dcx / 分化 / 幹細胞 / 再生医学

【研究成果の概要】

Msi1は神経前駆細胞で高発現するRNA結合蛋白質であり、神経分化を司る。主な分子的機能は、標的mRNAの翻訳制御である。
その標的探索の為に、マウス胎仔由来のmRNAからin vitro SELEX法による探索を行ったところ、dcc遺伝子の3'UTR領域が検出された。Dccは神経の成長円錐に存在する膜受容体であり、Netrrin1シグナルを受容し軸索や細胞を誘引する。
本計画で行われた解析により、dccがMsi1の特異的標的であり、既知の機構により翻訳抑制されることを明らかにできた。現在はこの分子機構と神経発生の関係性について、Msi1 KOマウスを用いた解析を進めている。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】24390304 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝幹・前駆細胞 / 細胞移植 / 胆管上皮細胞 / 分化 / 組織化 / 管腔形成 / IL17rb signal / Sox9 / 肝組織形成 / 再生医学 / Microvesicle / IL17RBシグナル / 分化転換 / 細胞外基質 / 組織形成 / マイクロＲＮＡ / 増殖因子 / 肝再生 / 肝幹細胞 / 肝前駆細胞 / 肝発生 / 類肝組織 / 共培養

【研究成果の概要】

我々は、Galactosamine投与肝障害早期に出現するThy1陽性細胞の一部は肝幹細胞であり、HGF/FGFによりCD44陽性肝前駆細胞を介して肝細胞へ分化するが、十分に成熟化できないことを明らかにした。Thy1陽性細胞や骨髄間葉系細胞の移植は、レシピエント肝の内在性肝前駆細胞の増殖を促進した。類洞内皮細胞やKupffer細胞の産生するIL17BやIL25がそれら前駆細胞の増殖を促進していた。胎生期の胆管形成にはlaminin alpha1鎖が、成熟化にはalpha5鎖が必要であり、胆管上皮細胞の分化可塑性は出生後すぐに消失し、Grhl2発現が胆管上皮細胞成熟化に重要であることが分かった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】23592912 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

間葉系細胞 / 分化 / 遺伝子導入 / 転写因子 / 遺伝子ノックダウン / 再生医学 / 骨 / 軟骨

【研究成果の概要】

再生医療における最も有力な細胞源である間葉系細胞の欠点、すなわち継代による分化能の低下という欠点は未だ解消されていない。そこで、本研究では、間葉系細胞分化多能性維持に重要かつ臨床応用にあたって安全な因子を同定することにより細胞数の限界という問題を解消し、骨・軟骨再生医学の適応範囲を広げることを目的に研究を行った。その結果、Nfatc1、Runx1、Runx3が間葉系細胞分化多能性に重要であることが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】21390365 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝再生 / 肝幹・前駆細胞 / 細胞移植 / 増殖 / 分化 / 肝組織形成 / 肝発生 / 人工肝臓 / 小型肝細胞 / 成熟化 / CD44 / 胆管形成 / 3次元培養 / 肝臓 / 幹・前駆細胞 / 移植 / 組織形成 / 再生医学 / 遺伝子導入 / 組織化 / 細胞相互作用

【研究成果の概要】

肝前駆細胞である小型肝細胞を増産する手法の開発とin vitroにおける肝組織化とその移植方法の確立を目的に研究を行った。小型肝細胞は成熟肝細胞とは異なりFollistatin/Activin系により増殖が制御されていることがわかった。幹細胞であるOval細胞は小型肝細胞を介して肝細胞に分化するが、十分に成熟化することはできず、移植しても長期間生着し続けることはできず細胞老化に陥る。その結果は、肝幹・前駆細胞は一時的に肝機能を補助する細胞としての働きをしていることを示唆する。また、小型肝細胞、星細胞、血管内皮細胞を用いた類洞再構築モデルを確立し、星細胞が血管構築と肝細胞分化を制御していることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】外科系歯学

【研究領域課題番号】18592166 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨・軟骨 / 再生医学 / 幹細胞 / 骨軟骨 / 再生医療 / Nanog遺伝子 / 分化

【研究成果の概要】

組織再生医学を口腔外科臨床に応用するため、胎性幹細胞(ES細胞)の分化多能性維持に必須の因子であるNanog遺伝子を間葉系細胞に導入し、自己複製を促進させ、分化形質を向上させることを試みた。本研究の目的は、間葉系幹細胞の分化性能を向上させるため、Nanog遺伝子を、間葉系細胞へ導入し、効率的な骨・軟骨形成を図ることである。まず、株化培養細胞へのNanog遺伝子導入と機能解析を行った。マウス株化細胞C3H10T1/2、MC3T3-E1、ATDC5におけるNanog遺伝喚およびタンパクの発現レベルの変化をPCRならびにWestern blottingで解析したところ、これらの綱胞においては、遺伝子レベルあるいはタンパクレベルでのNanogの発現はほとんど検出できなかった。ついで、上記細胞にvirus vectorを用いてNanog cDNAを一過性にあるいは恒常的に遺伝子導入した際の細胞分化に与える効果を検討したところ、Nanogは骨分化を制御する機能を有することを示唆する結果が得られた。さらに、Nanog RNAiを用いた発現抑制実験として、同細胞にNanog RNAi virus vectorを導入し、細胞分化、増殖に与える効果を確認するとともに、クローン化細胞の作製を行い、Nanog抑制効果を検討した。さらに、Nanog恒常発現による骨分化能促進メカニズムを解析した。まず代表的な骨分化シグナルであるBMPシグナルの下流分子であるSmad1,5,8のリン酸化をウエスタンブロットで比較検討したところ、Nanog導入群ではSmad1,5,8のリン酸化が長時間継続していた。ついで、ES細胞の自己複製に重要なSTAT3のリン酸化を同様にウエスタンブロットで比較検討すると、Nanog導入群ではSTAT3のリン酸化が弱い傾向が認められた。以上により、NanogがES細胞だけではなく、骨・軟骨分化制御機構においても重要な機能を有する可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,020千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 420千円)

【研究分野】産婦人科学

【研究領域課題番号】14207066 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

子宮内膜 / 子宮平滑筋 / 幹細胞 / 分化 / 再生医学 / 子宮筋 / 免疫不全マウス / DNAマイクロアレイ

【研究成果の概要】

本研究では、雌性生殖器官が有する様々な機能メカニズムを明らかにするために、その成体幹細胞の同定・分離・培養技術の確立を通じて、幹細胞システムの解明と再生医学への応用を目的とした。
1.雌性生殖器官における組織幹細胞の分離・同定および幹細胞特性の解明
a)子宮内膜の組織幹細胞
内膜はその高い再生能力から組織幹細胞の存在が強く示唆される。近年、組織幹細胞をside population細胞として分離する方法が開発された。月経周期を通して内膜にはSP(endometrial SP ; ESP)が存在し、免疫不全マウスへの移植実験では、ESP移植部位に腺管構造を有する内膜様組織が再構築され、加えて内膜組織の各コンポーネントより成る様々な組織も構築された。
b)子宮筋の組織幹細胞
子宮筋は妊娠・分娩時に著明な増大と細胞数の増加を示し、産褥期には急激にアポトーシスを起こす。そこで子宮平滑筋における組織幹細胞の同定と単離を目的として、ESP単離と同様の戦略に基づいて、ヒト正常子宮筋層から子宮筋SP(myometrial SP : MSP)を分離した。MSPは細胞周期上quiescentであり、in vitroで骨・脂肪細胞へ分化するとともに、in vivoでは平滑筋様の組織を構築した。
さらに、GeneChip解析によりESPやMSPの発現遺伝子群のなかにABCG2といった幹細胞マーカーが含まれていた。以上より、ESPやMSPが幹細胞的特性を有し、これらを中心とする幹細胞システムが雌性生殖器官に存在する可能性が示された。
2.内膜分化制御
分子標的という観点からヒストンアセチル化およびチロシンリン酸化経路を修飾する低分子化合物を用いたところ、短期間でかつ効率よく子宮内膜の分化を誘導し得た。内膜幹細胞の分化あるいは他の細胞系譜への細胞転換を行う上での基盤データが得られた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】41,860千円 (直接経費: 32,200千円、間接経費: 9,660千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】12877176 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胚性幹細胞 / 分化 / 肝臓 / 再生医学

【研究成果の概要】

多能性を持つ胚性幹細胞(embryonic stem cell:以下、ES細胞)の培養系における肝実質細胞への分化誘導を試みた。ES細胞からの肝臓の分化誘導系は、現在までに全く確立されていなかった。そこで、まず最初にES由来細胞群の中に肝実質細胞へ分化したと考えられる細胞が存在するか否かを検証した。すなわち、ES細胞をLIF(leukemia inhibitory factor)の非存在下に浮遊培養を行い胚様体を形成させたのち長期培養し、肝実質細胞の特異的マーカーであるHNF(hepatocyte specific nuclear factor)3、HNF4、albumin、alpha-fetoprotein、G-6-P等の発現を定量的PCR(タックマンPCR)により解析した。その結果、胚様体の付着培養系において培養15日目以降に肝実質細胞の特異的マーカーの発現上昇が認められた。これらのES細胞を細胞外マトリックスとしてラミニン・コラーゲンIV、サイトカインとしてHGF(hepatocyte growth factor)およびEGF(epidermal growth factor)の存在下に培養を継続すると、タンパクレベルでアルブミンを発現する2核を有する成熟肝細胞が分化誘導されることが判明した。今後、さらに効率のよいES細胞から肝幹細胞への分化誘導法の確立へと研究を進める予定である。

【研究種目】萌芽的研究

【研究期間】2000

【配分額】1,800千円 (直接経費: 1,800千円)