【研究分野】植物分子・生理科学

【研究領域課題番号】17K07437 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

トレニア / シロイヌナズナ / シュート再生 / 表皮細胞 / 脱分化 / 細胞分裂 / シュート頂分裂組織 / 不定芽 / サイトカイニン / 遺伝子発現 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 植物 / 発生・分化

【研究成果の概要】

本研究では、茎断片の表皮細胞が脱分化・増殖し、カルス相なしに不定芽のシュート頂分裂組織（SAM）を新たに形成する、トレニアの直接シュート再生系を用い、脱分化とSAM新構築について、細胞学的解析とトランスクリプトーム解析を行った。その結果、サイトカイニンに応答した表皮細胞の核小体の発達と細胞分裂の再開、光依存の細胞増殖の活性化を経て、増殖細胞の領域化が起き、SAMが構築されることなどが明らかになった。また、シロイヌナズナの2段階シュート再生系との比較から、基本的な経路は大きく異なること、しかしそれにも関わらず共通した発現変動を示す遺伝子群が存在することなどがわかった。

【研究の社会的意義】

本研究では、トレニアの直接シュート再生系を解析し、多くの情報を蓄積したほか、シロイヌナズナの２段階シュート再生系と比較して、基本的な経路が大きく異なるにもかかわらず、同じような発現変動を示す遺伝子セットが存在することを見出した。これらの結果は、シュート再生の経路に関する新知見を提供するとともに、再生の遺伝子ネットワークに経路によるものと経路によらないものがあることを示唆している。広く細胞リプログラミングやパターン生成の共通素子を理解することにつながり、その点で大きな学術的意義がある。また、シュート再生能の制御に応用することで、植物バイオテクノロジーにも貢献できる可能性がある。

【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】細胞生物学

【研究領域課題番号】16H04787 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞骨格 / 細胞周期 / 細胞分裂 / 微小管 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 遺伝学 / 発生・分化 / 細胞生物学 / 分子生物学

【研究成果の概要】

本研究では、微小管が細胞のなかでどのように形成されるのか、分子レベル・細胞レベル・組織レベルの各階層にわたり解明することを目指している。これまでに、分裂酵母・ヒト培養細胞を用いて微小管形成機構を調べており、さらにマウス組織での実験をおこなうための飼育・実験の基盤作りをおこなった。その結果、Alp7/TACCが微小管形成においてガンマ・チューブリン複合体と協調して微小管の形成を促進すること、さらにAlp7が存在しない細胞でも微小管を形成するシステムの存在が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【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】神経内科学

【研究領域課題番号】16H05320 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経変性疾患 / RNA結合タンパク質 / 細胞死 / 脳神経組織 / 核酸 / 遺伝子 / 神経科学 / 細胞・組織 / 脳神経疾患

【研究成果の概要】

近年、複数の神経変性疾患において、RNA結合タンパク質 (RBP)の代謝障害が発症病態に関与していることが示唆されている。しかし、多くのRBPは脳脊髄組織を含めた全身に幅広く分布しており、なぜ特定の神経細胞だけがこれらの環境変化に脆弱であるのか未解明である。このため本研究では、マウスの特定の神経細胞に発現するRNAだけを標識する技術を導入し、各神経細胞に発現するRNAの特徴を明らかにする手法の確立を目指した。その結果、比較的数の多い神経細胞についてはその細胞の特徴を捉えることに成功した。今後、より少数の神経細胞にも適用可能に改良し、選択的神経細胞死のメカニズムを解明する。

【研究の社会的意義】

本研究成果は、現時点ではまだ開発途上にあるが、最終的にはRBPを介した選択的神経細胞死のメカニズムの解明に高く貢献しうる。その結果、筋萎縮性側索硬化症 (ALS)や脊髄小脳変性症など数多くのRBPの代謝障害が発症病態の背景にある神経難病の原因を解明し、治療法開発へと役立つ。また、神経難病以外でもRBPが関与する疾患の研究に応用も可能である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】環境・衛生系薬学

【研究領域課題番号】16H02613 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 細胞・組織 / 遺伝子 / リピドミクス / 遺伝子改変マウス / 疾患

【研究成果の概要】

本研究では、脂質代謝のボトルネック酵素の一つであるホスホリパーゼA2 (PLA2)ファミリーに注目し、各種PLA2サブタイプの網羅的欠損マウスの表現型解析を推進するとともに、リピドミクス解析を展開することで、脂質による健康環境調節とその破綻に基づく病態発症機序の解明を目指した。特に、外部環境との接触の場としての皮膚及び消化管の恒常性と疾患に関わる脂質経路の同定、その影響を受ける代謝・免疫等の遠隔組織の変容、更に外因性・内因性脂質の集積の場である生体膜リン脂質環境の新規調節機構を中心課題として解析を展開し、健康環境整備における脂質の新機能を明らかにした。

【研究の社会的意義】

本研究の最大の特色は、解析手段としてPLA2関連リパーゼ分子群の欠損マウスのラインナップを揃えている点にあり、これを駆使することで、各種疾患における多様なPLA2脂質経路の機能を明らかにしてきた。多系統のPLA2欠損マウスを総合的に比較するアプローチは世界に例を見ず、その学術的独創性、新規性、優位性は明らかである。本研究は、様々な疾患に関して脂質の視点から新たな学術的理解を与えるとともに、新しい知的財産の取得や疾患の治療予防法の開発に資するものである。更に、安全な食及び健康長寿社会の実現への貢献、広範な生命科学研究への波及効果が期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31

【配分額】43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】26293060 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オートファジー / 細胞内分解 / タンパク質合成 / 蛋白質 / 細胞・組織 / 遺伝子

【研究成果の概要】

飢餓時に誘導されるオートファジーによりタンパク質の異化が亢進するが、その意義は不明である。本研究ではオートファジーで生じるアミノ酸がタンパク合成に使われる可能性を検討した。まずオートファジー不全肝で飢餓時の翻訳が低下することが判明した。しかし、飢餓及びオートファジー不全時の肝プロテオーム解析からは、飢餓よりも、オートファジー不全そのものの方がプロテオームを大きく変動させていた。さらに、飢餓時の組織内アミノ酸濃度に有意な差が見られなかった為、翻訳抑制はアミノ酸不足よりも組織恒常性の破綻による可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】25670032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 遺伝子 / 組織・細胞 / 遺伝子改変マウス / メタボローム / 病態 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究では、機能未知のPLA2サブタイプであるPNPLA7がリゾホスファチジルコリン (LPC)→グリセロホスホコリン（GPC）の代謝を担うリゾホスホリパーゼとして働くことを見出した。リゾホスホリパーゼは従来、細胞膜溶解性のLPCを消去する解毒酵素として認識されており、その実体やGPC産生酵素としての意義は着目されていなかった。本研究は、申請者が独自に樹立したPNPLA7欠損マウスを解析した。その結果、PNPLA7は膜リン脂質からのGPCの産生を通じて肝臓のコリン・メチオニン代謝を制御する重要な分子であることを明らかにした。本研究は，リゾホスホリパーゼの生理的意義を解明した初めてのものである。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【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】生物系薬学

【研究領域課題番号】24390021 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

酵素 / 脂質 / 生体分子 / 遺伝子 / 組織・細胞 / 遺伝子改変マウス / リピドミクス / 病態 / 細胞・組織 / 分子生物学 / ホスホリパーゼ / ノックアウトマウス / リン脂質 / 脂肪酸

【研究成果の概要】

本研究では、機能未知のホスホリパーゼA2（PLA2）分子種の欠損マウスを作出導入し、各PLA2が関わる生命応答を明らかにすること（機能的脱オーファン化）を目指した。その結果、 (1)sPLA2-IIEはリポタンパク質代謝を介して肥満の調節に関わること、(2)sPLA2-XIIAは組織マスト細胞の活性化と獲得免疫応答に関わること、(3)PNPLA7/iPLA2θは肝臓のコリン代謝の制御を介して全身の代謝調節に関わること、(4)PNPLA1/ iPLA2κはセラミド代謝を介して皮膚バリア機能に関わることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【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】22790326 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 遺伝性

【研究成果の概要】

本研究は、癌幹細胞の主要なマーカーであるCD44によって制御される糖代謝シグナルが癌治療の新たなターゲットとなりえるかについて検討することを目的として研究を行った。まず、CD44の細胞内領域とPKM2の相互作用が癌細胞の糖代謝に関与することが明らかになったため、グルコース代謝の重要なステップを触媒する酵素pyruvate kinase M2の活性に関わるチロシンリン酸化ステータスの変化を検討した。その結果、CD44の発現抑制はPKM2のチロシンリン酸化状態を低下させるとともに、その活性を負に制御することで、癌細胞の好気性解糖経路を促進することが分かった。以上のようにCD44を介した癌細胞の糖代謝制御が、癌治療のための新たな分子標的となり得ることが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【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】細胞生物学

【研究領域課題番号】20770161 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 遺伝子 / 細胞・組織 / CD44 / HAS / 癌細胞浸潤

【研究成果の概要】

3Dゲル内培養における浸潤癌細胞におけるCD44切断を検出する方法を開発し、ヒアルロン酸合成に伴うCD44切断を抑制する薬剤を見出だすことに成功した。またマウスモデルを用いてCD44が胃癌進展に及ぼす影響を明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】解剖学一般(含組織学・発生学)

【研究領域課題番号】20590196 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞・組織 / 再生医学 / 脳・神経 / 発生・分化 / 神経科学 / 中枢神経系 / 幹細胞 / 遺伝子 / 細胞死

【研究成果の概要】

我々が既に単離同定している神経幹細胞に発現する新規遺伝子群のなかかのひとつSE90/radmis遺伝子について解析を進めた。in situ hybridization解析により、radmis mRNA発現は胎生期の脳室周囲層、および生後や成体脳の側脳室の脳室下層といった神経幹細胞が局在すると考えられる部位での発現が認められた。また特異的抗体による組織学的解析の結果、radmisタンパクは神経幹細胞の放射状細胞突起と分裂期紡錘体微小管に一過性に局在し、分裂後は速やかに後期促進複合体APC/Cdh1によるユビキチン化を受けてタンパクが分解され、幹細胞内から除去される可能性が示された。実際の個体レベルでの神経発生過程でのradmis遺伝子の機能を検討するため、ユビキチン化を受けないよう改変した変異型radmis遺伝子を作製し、子宮内電気穿孔法によりマウス胎児の脳室内へ遺伝子導入を行った。その結果、radmis遺伝子を強制発現した神経幹細胞では分裂の亢進と細胞移動の異常が起きる事が明らかとなった。以上のデータからradmisが神経幹細胞の分裂制御に重要な働きを持つことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【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】放射線・化学物質影響科学

【研究領域課題番号】18310038 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線 / 動物 / 遺伝学 / ストレス / 遺伝子 / 細胞・組織 / メダカ / 突然変異 / 魚類

【研究成果の概要】

放射線高感受性ric1細胞は、DNA2本鎖切断の修復が遅延しており、γ線による断片化を伴う細胞死が起きない。緑色蛍光蛋白質(GFP)遺伝子を生殖細胞特異的に発現するric1系統を用いたところ、卵割期にすでにric1生殖細胞は、放射線高感受性であり、生殖腺移行後に孵化率に影響を及ぼさない線量に対して大きな性差があることも分かった。また、酸化損傷修復に関わるOGG1遺伝子の突然変異ホモ接合体メダカを作製した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】17,820千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 2,520千円)