【研究分野】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】26461185 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リプログラミング / 遺伝子導入 / 肺上皮細胞 / 肺線維芽細胞 / 小細胞肺癌 / 非小細胞肺癌 / 肺線維症 / トランスクリプトーム / 転写因子 / 肺胞上皮細胞 / トランスクリプト―ム / 転写ネットワーク / 三次元培養 / 動物モデル

【研究成果の概要】

ヒトiPS細胞・皮膚線維芽細胞でエレクトロポレーションの条件検討を行い、低い細胞毒性と高い遺伝子導入効率が得られた。TTF-1・YAP/TAZ・FOXA2の発現ベクターを作成し、これらの強制発現により細胞分化誘導を試みた。TGF-beta・BMP-4・FGF-2のリガンドおよび阻害剤、脱メチル化剤やHDAC阻害剤の効果も検証した。肺上皮細胞培養に適した無血清培地を活用し、さらにコラーゲンゲルに包埋した肺線維芽細胞との共培養、三次元培養、air-liquid interfaceの培養法も組合せた。肺上皮細胞マーカー（SPC、CC10、FoxJ1）の発現上昇を定量的PCRで確認できた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【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】整形外科学

【研究領域課題番号】19659373 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

末梢神経 / 髄鞘形成 / 転写因子 / グリア細胞 / 遺伝子導入

【研究成果の概要】

前年の結果より、シュワン細胞において転写因子Sox10のターゲット分子としてS100Bが新たに同定された。S100B分子はカルシウム結合能を有する細胞内分子として、シュワン細胞に特徴的に発現することが古くから知られているが、その機能については未知であった。本研究の目的である、Sox転写因子群のシュワン細胞分化に於ける役割を解析する、という視点から、本年度はまずS100Bの機能解析を行った。
まず、S100Bの過剰発現系およびshRNAを用いた発現抑制系を確立した。そして、シュワン細胞初代培養系に遺伝子導入したのちに、細胞増殖および細胞分化を観察することでS100Bの機能を観察した。その結果、S100Bの発現抑制は細胞増殖を促進することが明らかとなり、この結果はS100Bが細胞増殖に対し抑制的に機能することを示唆していた。
培養細胞の実験からSox10およびそれによって誘導されるS100Bはシュワン細胞の増殖を抑制し、分化を促進することが予想されたため、個体レベルの発生過程でのSox10,S100Bの機能に着目した。胎生期から成体に至るまでラット坐骨神経サンプルを採取し、発現遺伝子解析を行ったところ、Sox10,S100Bともに髄鞘が形成される出生前後から発現上昇が見られ、その発現は成体になるまで維持されていた。このことはS100Bの発現が髄鞘形成およびその維持の時期に発現することで増殖を抑制し、分化形態を維持していることを示していると考えた。
以上の結果より再生医療などの場面でシュワン細胞による髄鞘形成誘導に際してはSox10,S100Bは共に高い発現レベルで維持されているべきである、という新たな知見を得ることができた。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】09670699 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

セル・サイクル / 血管平滑筋細胞 / アポトーシス / サイクリン / 転写因子 / 抗酸化剤 / 遺伝子導入 / 動脈硬化

【研究成果の概要】

1)抗酸化剤による血管平滑筋細胞におけるアポトーシス誘導において、培養細胞の細胞密度が重要であり、細胞密度が高い時はアポトーシス誘導が困難となることを発見し、その機序として、セル・サイクルの停止が関与していることを見いだした(1998年日本循環器学会)。抗酸化剤が高密度の血管平滑筋細胞の増殖を抑制する機序について引き続き検討を重ねた結果、サイクリン依存性キナーゼのインヒビターであるp21/waf1/cip1の発現が増大していることをmRNAレベルで確認した。現在、その発現の機序を転写レベルで検討中である(投稿中)。
2)この興味ある所見にもとづき、食品中の抗酸化物質としてRed Wine Polyphenol(RW-PF)に着目し、RW-PFが血管平滑筋細胞の増殖におよぼす影響を検討した(Suntory基礎研究所との共同研究)。その結果、RW-PFは細胞密度に関わらず、血管平滑筋細胞増殖を抑制し、アポトーシスは惹起しなかった。その細胞増殖抑制作用の機序を解明するためセル・サイクル制御因子であるサイクリンAの発現を検討したところ、その遺伝子発現が、RW-PFによって転写レベルで抑制されていることが判明した(Circulation,in print)。この研究は、食品中抗酸化物質の抗動脈硬化作用のメカニズムの一部を解明するものとして重要である。
3)アポトーシス関連の核内レセプターの意義を検討する過程で、別の核内レセプターであるperoxisome proliferator-activated receptor gamma(PPARγ)が 血管平滑筋細胞に存在し、何らかの生物活性を保持していることを確認し、報告した(Biochem Biophys Res Commun.247:353-356,1998)。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1997 - 1998

【配分額】3,000千円 (直接経費: 3,000千円)

【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】08308040 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゼブラフィッシュ / メダカ / 神経形成 / 成長因子 / 転写因子 / 核移植 / 変異体形成 / ゼブラフィシュ / Zebrafish / development / BMP-4 / islet-2 / medaka / transgenic / protocadherin / 神経機能 / 発生・分化 / 胚操作 / 遺伝子導入

【研究成果の概要】

三品昌美(東京大学大学院医学系研究科薬理・分子神経生物学)らはtrimethylpsoralen(TMP)がゼブラフィシュに高頻度で変異体を生じることをみいだした。そして知覚神経突起の異常を起こすedawakare遺伝子を見出し解析した。若松祐子(名古屋大学生物分子応答研究センター)らは、メダカ卵の核移植法をもちいて、個体発生を調べた。32%がドナー遺伝子を発現し、4%が生体まで成長した。中安博司(岡山大学理学部生物学)らは、ゼブラフィシュ単離脳を培養し、その神経科学的有効性を、組織化学法を用いて解析した。岡本 仁(理化学研究所脳科学総合研究センター発生遺伝子制御)らは、知覚および運動神経の神経回路網形成にIslet-2が関係していることを、LIM/homeodomainの過剰発現により見出した。三木直正(大阪大学大学院医学系研究科情報薬理学)らは、新規のzfhファミリーの転写因子を見出し、これが、背腹軸形成に関与していることを、過剰発現実験により見出した。上野直人(岡崎国立共同研究機構基礎生物学研究所発生生物学)らは、BMPが、外胚葉形成に関係していることを見出した。すなわち、MBPは、腹側に働き上皮を、背側に働き神経分化を抑制する。武田洋幸(名古屋大学大学院理学研究科生命理学)らは、神経形成に2つの経路があることを見出した。一つは、organizer factorsでBMPと結合する。他は、後神経を誘導するFGFで、BMPと結合する。
山形要人(東京都神経科学総合研究所分子神経生物学)らは、新しい最初期遺伝子のarcadlinを見出した。これは、LTPや電気ショックで誘導され、Cadherinほホモロジーがある。シナプスの可塑性に関係していると考えられる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】28,800千円 (直接経費: 28,800千円)