【研究分野】形態・構造

【研究領域課題番号】17K07476 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アフリカツメガエル / ネッタイツメガエル / 血球 / 造血 / 血小板 / 血管内皮細胞 / 環境応答 / プロテオミクス / 造血因子 / 環境温度 / 両生類 / 環境ストレス / 細胞・組織 / 発現制御

【研究成果の概要】

環境温度の変化に曝される動物や低体温症のヒト等において，末梢血球数が変動するがその機序は不明である。本研究では，低温曝露により汎血球減少症（赤血球，栓球，白血球の全てが減少する）を呈する無尾両生類アフリカツメガエル（Xenopus laevis）を解析対象に選び，造血系の環境温度応答を解析した。低温曝露により，赤血球は造血器である肝臓へ移行したのち，新生赤血球とともに血液循環への移行が抑制される。栓球は赤血球とは異なり，低温刺激によって，細胞骨格分子，Caイオン流出入，細胞間接着に関与する分子の変動が起こり，血管内皮細胞へ接着して循環数が減少することが判明した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【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】形成外科学

【研究領域課題番号】25713059 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血管 / 創傷治癒 / VEGF / VEGFR2 / 発現制御 / 発生・分化 / 循環器・高血圧 / 血管新生 / 細胞・組織 / 臨床

【研究成果の概要】

皮膚・軟部組織が損傷・欠損すると、これを復元すべく内因性の創傷治癒機構が発動する。その過程において中心的な役割を果たすのが周囲の血管からのいわゆる「血管新生」であると考えられている。本研究では、この創傷治癒における血管の変動を、従来の「血管新生」の枠組みにとどまらず、より包括的に「創傷血管網リモデリング」と称し、その全容の解明を目的として遂行された。その結果、創傷血管網リモデリングの主体は、血管の増殖や分枝増加よりむしろ、血管径の増大や血流増加、創収縮に伴う血管の方向性の変化であり、特に前2者については、各種変異マウスの解析により、VEGF/VEGFR2シグナルに依存していることをつきとめた。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)

【研究分野】水産化学

【研究領域課題番号】24248037 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

水産業 / シグナル伝達 / 発現制御 / ストレス / 細胞・組織 / 脳・神経

【研究成果の概要】

魚類の視覚によるストレス負荷モデルの作成を行った．次いで，ストレスがエネルギー代謝に及ぼす影響を調べるために，組織中のタンパク質分解物をNanoLC-MS/MSを用いた定量的かつ網羅的に解析する定量的プロテオフラグメントーム解析手法を確立した．魚類筋組織ではタンパク質分解が定常的に起こっていること，絶食モデルでその分解が増大することが明らかとなった．過密ストレスおよび低温ストレスでは，魚種によって免疫系への影響が異なることなどが明らかにがった．次世代シークエンサーを用いた網羅的遺伝子発現解析によって，マダイの炎症・免疫応答系遺伝子を同定した．γオリザノールにストレス緩和作用を確認した．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2012-10-31 - 2015-03-31

【配分額】42,120千円 (直接経費: 32,400千円、間接経費: 9,720千円)

【研究分野】整形外科学

【研究領域課題番号】24659685 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

骨代謝 / 石灰化 / 転写因子 / メダカ / 骨芽細胞 / ミネラリゼーション / 遺伝子 / 細胞・組織 / 発現制御

【研究成果の概要】

本研究では、小型魚類であるメダカで細胞特異的にマウスの転写因子Fra-1 を発現させ、骨芽細胞におけるFra-1の機能を明らかにすることを目的とした。メダカで骨芽細胞特異的にFra-1 を発現するトランスジェニックメダカを作製したところ、骨石灰化の抑制が起こることが観察された。すなわち、Fra-1の発現を介してミネラリゼーションを抑制する分子機構が、マウスだけでなくメダカにもあることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】分子生物学

【研究領域課題番号】23657113 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写制御 / シグナル伝達 / 遺伝子 / 発現制御 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

神経筋接合部(NMJ)は骨格筋収縮の運動神経支配に必須のシナプスであり、哺乳動物では各筋管の中央部のみに形成される。これは多核細胞である筋管において、NMJ構成因子の遺伝子発現が中央部の核に選択的であることに起因する。当該発現制御にはNMJ構成因子である受容体型キナーゼMuSKが必要であるが、その分子機構は未解明である。本研究では、NMJ構成因子であるDok-7が例外的にMuSKによる核選択的な発現制御を受けないことに着目し、その転写制御機構の解明を進めた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】21390089 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写因子 / 癌 / 免疫学 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 発現制御

【研究成果の概要】

近年、慢性炎症によってがんが引き起こされうること、そしてその際転写因子NF-κBががんの増悪に深く関わっていることが示されている。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor(IRF)転写因子ファミリーが、炎症による発がんに対して抑制的に作用することを、遺伝子欠損マウスを用いた発がんモデル系の解析により明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】21790706 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写因子 / 炎症 / 細胞・組織 / 発現制御 / 循環器・高血圧 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

慢性組織炎症における転写因子KLF5の機能について、腎障害モデルを用いて検討した。まず、一側尿管結紮モデルを用いて、腎臓の炎症惹起時のKLF5の役割を検討したところ、KLF5はCEBPa,S100A8,S100A9遺伝子の誘導を通じて、炎症性単球を腎臓に遊走させていた。また、S100A8,S100A9は炎症性単球をM1マクロファージに分化させていた。腎臓の炎症においては、M1マクロファージはIL1bを分泌し、組織炎症を惹起し、M2マクロファージは、IL10,TGFbを分泌し、組織炎症の抑制、繊維化促進に働いていると思われた。KLF5は腎臓の炎症時にM1マクロファージ有意に誘導し、腎臓炎症惹起に関与していることが明らかとなった。
また、メタボリック症候群に関する検討においては、肥満脂肪組織でS100A8の発現上昇が認められた。このため、脂肪細胞と炎症性細胞との相互作用におけるS100A8,S100A9の作用を検討した。脂肪細胞から分泌されたS100A8,S100A9は脂肪細胞および炎症性細胞間のさらなる炎症を惹起していることが明らかとなった。つぎに、脂肪組織においても、S100A8,S100A9が炎症を惹起していることを明らかにするために、脂肪組織特異的S100A8過剰発現マウスを作成した。また、新規治療薬の開発については、S100A8,S100A9よりも有望なKLF5の下流遺伝子を同定したが、本研究期間では、その同定までにとどまった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)

【研究分野】形成外科学

【研究領域課題番号】21689047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

創傷治癒 / 血管 / マクロファージ / 形態学 / 血管新生 / CSF1 / 細胞・組織 / 循環器・高血圧 / 発現制御 / 臨床 / 発生・分化 / 細胞・組

【研究成果の概要】

血管の密度、つまり血管の「量」そのものは組織への酸素運搬能という血管本来の機能、即ち血管の「質」と相関しないことがわかりつつある。本研究は皮膚創傷組織において、この血管の「質」を規定する分子メカニズムを明らかにするために行われた。申請者は創傷組織のホールマウント血管染色技術を新たに確立し、そのダイナミクスの観察を可能にした。これにより血管増生よりむしろ血管の拡張が、その「質」を規定する主要な因子であることを見出した。また、種々の遺伝子改変マウスの解析により、貪食細胞の一つとして知られるマクロファージが血管の拡張、ひいては血流の増大に密接に関与することを見出した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2009 - 2012

【配分額】27,560千円 (直接経費: 21,200千円、間接経費: 6,360千円)

【研究分野】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】20790580 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / シグナル伝達 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 発現制御 / 発生・文化

【研究成果の概要】

EGF刺激によりTGF-βの細胞内シグナル伝達分子Smadファミリーのリンカー領域のリン酸化が誘導される。Smad結合タンパクPin1がこのリンカーリン酸化特異的にSmadに結合することを見出し、それがSmadのSmurf2ユビキチンリガーゼによるユビキチン化と分解を誘導し、TGF-βシグナルを抑制することを明らかにした。これにより線維化における重要なサイトカインであるTGF-βシグナルが癌細胞での様々なEGFシグナル異常により制御を受ける一つのメカニズムが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【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】整形外科学

【研究領域課題番号】19591764 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

外科 / 再生医学 / 細胞・組織 / 発現制御 / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

軟骨マトリックスの主要分解酵素であるMMP-13の炎症性骨軟骨破壊における役割を検討した。MMP-13欠損マウス(KO)は野生型と比べて、変形性関節症の誘導には差を認めなかったが、II型コラーゲン抗体カクテル投与による関節炎モデルにおいて亜急性期のミエロイド系細胞の集積および滑膜増生とその後の骨軟骨破壊が抑制されていた。MMP-13は炎症環境下における骨髄由来細胞の末梢への動員および関節炎局所への集積を調節する新規機能をもつ可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】免疫学

【研究領域課題番号】18390150 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

免疫学 / シグナル伝達 / 発現制御 / 発生・分化 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

免疫システムにおける自己-非自己識別機構の人為的な制御は自己免疫疾患の治療、移植免疫寛容誘導、癌免疫誘導など様々な臨床的応用に期待できる。申請者は、胸腺髄質上皮細胞の分化とそれによる自己免疫寛容誘導の分子メカニズムを解明し、自己免疫疾患治療や癌免疫誘導の新規方法論を創造することを目指している。申請者は既にTRAF6が胸腺ストローマ依存的な自己免疫寛容の誘導に必須であることを証明した。本研究課題では胸腺ストローマにおけるTRAF6依存性シグナルの標的分子および上流のレセプターとリガンドを同定し、それら分子の自己免疫寛容への関与を検証することを目的とした。
胸腺ストローマにおけるTNFレセプターファミリーの発現を半定量的RT-PCRで網羅的に解析し、TRAF6の上流レセプター候補としてRANKとCD40を得た。各レセプター単独の欠損ではTRAF6欠損マウスの表現型より緩和であるため、TRAF6の上流レセプターとしては不十分であった。しかし両者を欠損するマウスを作製し、解析することでRANKとCD40の両者が協調的に機能することで胸腺髄質上皮細胞を分化させ、その結果自己免疫寛容を誘導すると結論した。さらにRANKやCD40のリガンドは未熟な髄質上皮細胞を含む胸腺ストローマin vitroで分化誘導に十分であった。この実験系を用いて、RANKとCD40の下流にTRAF6やNIKが存在することを証明し、当初の目的であった「胸腺髄質上皮細胞の分化を誘導するTRAF6の上流レセプターの同定」を完遂した。さらにマイクロアレイ法によりTRAF6シグナルの標的遺伝子を決定した。これらは、胸腺依存的な自己免疫寛容の誘導機構の理解において重要な結果であると考える。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】16,490千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 1,590千円)

【研究分野】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】18790555 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / シグナル伝達 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 発現制御

【研究成果の概要】

転移性肺癌モデルにおけるE3リガーゼノックダウン効果の検証:作成したmiRNA発現レンチウイルスベクターを用いて、MDA-MB231細胞株でE3リガーゼSmurf2及びSmurf1の安定的なノックダウンをウェスタンブロッティングで確認した。これらのE3リガーゼは受容体をユビキチン化・分解してTGF-βシグナルを抑制することが報告されているが、ノックダウンが同細胞で実際にシグナルに影響するか否かを標的遺伝子発現やシグナル伝達分子Smadのリン酸化レベルで確認した。その結果一方のE3リガーゼのノックダウンによって予想外に他のE3リガーゼの蛋白量が増加すること、シグナルへの影響が一方で認められないことが明らかとなった。この点について更なる解析を行い一方のE3リガーゼが別のE3リガーゼをユビキチン化・分解していることを初めて見出し発表した。
肺癌モデルにおけるE3リガーゼの効果の検証:前年度の肺腫瘍細胞での検討に加えてマウス肺組織でのArkadiaをはじめとしたE3リガーゼの発現をRT-PCRで確認した。合わせて既に同定していたArkadia結合蛋白RB1CC1が同様に肺組織で発現していたことに注目し、ArkadiaのTGF-βシグナル増強作用へのRB1CC1の役割を解析し報告した。またArkadiaの新たな基質としてがん遺伝子c-Ski/SnoNを同定し報告した。今後肺癌モデルでのこれらの知見を踏まえた上でのさらなる検討を計画している。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】18591930 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

移植・再生医療 / 細胞・組織 / 生体分子 / 発現制御 / 発生・分化

【研究成果の概要】

SJS等の角膜上皮幹細胞疲弊症に対する眼表面再建術の際に摘出した組織から新鮮凍結組織切片を作成し、免疫組織学的にTNC分子の発現を検討した結果、TNCタンパクが結膜下に多量に沈着していることが判明した。TNC遺伝子のプロモーター解析のために、レポーターコンストラクトを作成して、角膜上皮を用いて遺伝子発現を検討したところ、創傷作成、機械的ストレスでTNC遺伝子の誘導がかかることが判明した。TNCはFNコートの培養に加えた場合、細胞の形態に変化を生じる(Focal adhesion kinaseの発現の低下)が、細胞増殖能には変化がないことが、判明した。また、角膜上皮テネイシンノックアウトマウスの角膜上皮、コンジェニックマウスの角膜上皮から初代培養細胞を作成し、羊膜上に培養することで、形態学的な差異およびβカテニンタンパクの発現を免疫組織染色で検討したところ、テネイシンノックアウトマウスから作成した上皮細胞にはβカテニンの局在に極性が見られなかったのに対し、コンジェニックなワイルドタイプマウスでは上皮下にTNCタンパクの沈着が見られるとともにβカテニンが基底膜側に偏在して発現がみられ、細胞極性の形成に貢献していることが示唆された。以上の結果から、角膜上皮に強いストレスがかかった際のレスキュー分子としてTNCが発現し、TNC分子自体は上皮細胞の極性形成を通じて、上皮細胞の恒常性維持に貢献していると考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】4,010千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 510千円)