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組織構築プログラムの実行を支える異常細胞排除システムの解析

Research Project

Project/Area Number 17J03677
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cell biology
Research InstitutionOsaka University (2019)
Gunma University (2017-2018)

Principal Investigator

穐枝 佑紀  大阪大学, 微生物病研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords細胞競合 / モルフォゲン / Wntシグナル / ゼブラフィッシュ / イメージング / 発生 / モルフォジェン
Outline of Annual Research Achievements

動物の組織構築は、Wnt/β-cateninシグナルやBMPシグナルなどのモルフォジェンシグナルの活性強度勾配によって制御されている。これまでの研究でβ-catenin活性に異常を持つ細胞が周辺の正常細胞の働きによって初期胚から排除されることと、この異常細胞排除を人為的に抑制すると胚発生に異常が生じることを示した。この知見から、動物初期胚はWntシグナル依存的な組織構築プログラムを確実に実行するために "不適切なβ-catenin活性強度を持つ細胞"を感知して積極的に取り除くシステムを備えている、という仮説を立てた。しかしながら、動物組織がどのようなメカニズムでWnt/β-cateninシグナル異常細胞を感知して排除するのか、については不明であった。前年度からの解析から、異常細胞の感知にはCadherinが関与することが分かり、また異常細胞の細胞死にはTGF-βタイプのSmadの活性化による活性酸素種(ROS)上昇が必要であることが分かった。さらに、生理的状況下においての解析を進め、通常の発生過程で自然発生するWntシグナル異常細胞の出現とその異常細胞の細胞死を発光と蛍光のdual in vivoイメージングにより明らかにした。また、人為的に誘導したWntシグナル異常細胞の解析から明らかになった異常細胞の感知と細胞死の誘導メカニズムが、自然発生するWntシグナル異常細胞でも同様に起きているのかを明らかにした。
以上の成果を論文としてまとめて、掲載された(Akieda et al, Nature Commun, 2019)。
さらに、この論文はF1000 primeにて3度の推薦を受けて高く評価されて、細胞競合のReviewにも取り上げられた(Bowling et al, Development, 2019)。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Calcium Wave Promotes Cell Extrusion2020

    • Author(s)
      Takeuchi Y、Narumi R、Akiyama R、Vitiello E、Shirai T、Tanimura N、Kuromiya K、Ishikawa S、Kajita M、Tada M、Haraoka Y、Akieda Y、 Ishitani T、Fujioka Y、Ohba Y、Yamada S、Hosokawa Y、Toyama Y、Matsui T、Fujita Y
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 30 Issue: 4 Pages: 670-681.e6

    • DOI

      10.1016/j.cub.2019.11.089

    • NAID

      120006960639

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Live-imaging Analyses Using Small Fish Models Reveal New Mechanisms That Regulate Primary Tumorigenesis2019

    • Author(s)
      Haraoka Yukinari、Akieda Yuki、Ishitani Tohru
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 139 Issue: 5 Pages: 733-741

    • DOI

      10.1248/yakushi.18-00185-1

    • NAID

      130007641078

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2019-05-01
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cell competition corrects noisy Wnt morphogen gradients to achieve robust patterning in the zebrafish embryo2019

    • Author(s)
      Akieda Yuki、Ogamino Shohei、Furuie Hironobu、Ishitani Shizuka、Akiyoshi Ryutaro、Nogami Jumpei、Masuda Takamasa、Shimizu Nobuyuki、Ohkawa Yasuyuki、Ishitani Tohru
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4710-4710

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12609-4

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell competition corrects noisy Wnt morphogen gradients to achieve robust patterning2018

    • Author(s)
      Yuki Akieda, Shohei Ogamino, Hironobu Furuie, Shizuka Ishitani, Ryutaro Akiyoshi, Jumpei Nogami, Yasuyuki Ohkawa, and Tohru Ishitani
    • Journal Title

      bioRxiv (preprint)

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/423814

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] ゼブラフィッシュイメージングで見えてきた細胞競合の新たな機能と制御2019

    • Author(s)
      龝枝 佑紀
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会(招待講演)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 組織の正確なパターン形成を支える、細胞競合を介したWntシグナル勾配修復機構2019

    • Author(s)
      龝枝 佑紀
    • Organizer
      Wnt研究会 2018-2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] The noise-cancelling system supporting precise Wnt/β-catenin signaling-mediated vertebrate tissue patterning2018

    • Author(s)
      Yuki Akieda, Shohei Ogamino, Hironobu Furuie, Shizuka Ishitani, Tohru Ishitani
    • Organizer
      第70回日本細胞生物学会(日本発生生物学会合同大会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ノイズキャンセリングシステム: 動物組織の正確なパターン形成を支える、細胞競合を介したシグナルノイズ除去2018

    • Author(s)
      龝枝 佑紀、小神野 翔平、石谷 太
    • Organizer
      新学術領域研究―細胞競合― 第6回領域班会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Apoptotic elimination of unfit cells corrects noisy Wnt morphogen gradients to achieve robust patterning2018

    • Author(s)
      Yuki Akieda, Shohei Ogamino, Hironobu Furuie, Shizuka Ishitani, Ryutaro Akiyoshi, Jumpei Nogami, Yasuyuki Ohkawa, and Tohru Ishitani
    • Organizer
      IMCR Young Researcher Development Program, 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞競合を介した不適応細胞の除去は正確なWntシグナル勾配とロバストなパターンの形成に必須である2018

    • Author(s)
      龝枝 佑紀、小神野 翔平、古家 博信、石谷 閑、石谷 太
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ノイズキャンセリングシステム:動物組織の正確なパターン形成を支える細胞死を介したシグナルノイズ除去2018

    • Author(s)
      龝枝 佑紀、古家 博信、小神野 翔平、石谷 閑、石谷 太
    • Organizer
      新学術領域「幹細胞老化と疾患」「細部競合」合同若手の会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ノイズキャンセリングシステム:動物組織の正確なパターン形成を支える、細胞競合を介したシグナルノイズ除去2017

    • Author(s)
      龝枝 佑紀、古家 博信、石谷 閑、石谷 太
    • Organizer
      第69回 日本細胞生物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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