新規マウス肝再生モデルによる肝前駆細胞から肝細胞への分化過程の解析

• Project/Area Number: 17J06605
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山田 みなみ 東京大学, 新領域創成科学研究所, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 胆管組織 / 組織リモデリング / Klf5 / 慢性肝疾患 / ライブイメージング / 胆管上皮細胞 / 肝前駆細胞 / 肝再生 / 三次元培養系 / アデノ随伴ウイルス / single-cell RNA-seq

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、肝前駆細胞の活性化を付随する胆管組織のリモデリングそのものの分子基盤についての研究に大きな進展があった。申請者らは、以前より、肝内の胆管組織で発現する転写因子としてKlf5に注目した解析を行っており、これが胆管上皮細胞の増殖を正に制御することで、肝障害時における胆管増生および肝再生に寄与することを既に明らかにしている (H.Okada, M. Yamada, et al., 2018, J Biol Chem) 。特筆すべきことに、慢性肝障害時のKlf5欠損マウス肝臓では、胆管組織の構造維持に異常をきたしていることが示唆されていた。そこで、申請者はKlf5が細胞増殖誘導に加えて「胆管組織構造の維持」という細胞機能にも関与するとの仮説をたて、これを検証することにした。
昨年度までに、胆管のリモデリングの動態を模倣し、かつKlf5欠損による影響をライブイメージングにより解析可能な新規in vitro解析系を構築している。これを用いた解析により、Klf5を欠損することでin vitroにおいてもin vivo同様に、胆管組織構造が崩壊するという現象を明らかにしてきた。このことは、肝障害の胆管の形態変化の際に、転写因子Klf5が制御する組織構造を維持する機構が存在することを示唆している。本年度はKlf5が制御する下流のシグナルおよび標的因子の探索を行った。更にKlf5が胆管組織構造を維持するという仮説を補強するため、慢性肝障害時のKlf5欠損マウス肝臓で認められた、既存の胆管組織構造から遊離する胆管マーカー陽性細胞の細胞が肝細胞由来ではないことを明らかにした。

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。

Research Products

• [Journal Article] Tissue substructure-specific deposition of the β3-containing laminin-332 in the biliary epithelium of human and mouse livers (2020)
  • Author(s): Yamada Minami、Okada Hajime、Kikkawa Yamato、Miyajima Atsushi、Itoh Tohru
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 524 Issue: 2 Pages: 465-471
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.01.104
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The transcription factor Klf5 is essential for intrahepatic biliary epithelial tissue remodeling after cholestatic liver injury (2018)
  • Author(s): Hajime Okada, Minami Yamada, Kenji Kamimoto, Cindy Yuet-Yin Kok, Kota Kaneko, Masatsugu Ema, Atsushi Miyajima, Tohru Itoh
  • Journal Title: Journal of Biological chemistry Volume: in press
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Testis-Specific Histone Variant H3t Gene Is Essential for Entry into Spermatogenesis (2017)
  • Author(s): Ueda J., Harada A., Urahama T., Machida S., Maehara K., Hada M., Makino Y., Nogami J., Horikoshi N., Osakabe A., Taguchi H., Tanaka H., Tachiwana H., Yao T., Yamada M., Iwamoto T., Isotani A., Ikawa M., Tachibana T., Okada Y., Kimura H., Ohkawa Y., Kurumizaka H., Yamagata K.
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 18(3) Issue: 3 Pages: 593-600
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.12.065
  • NAID: 120006957416
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 三次元培養系を用いた転写因子Klf5による胆管リモデリング制御機構の解析 (2019)
  • Author(s): 伊藤暢、山田みなみ、宮島篤
  • Organizer: 第26回肝細胞研究会
• [Presentation] Establishing a novel in vitro system to investigate cellular and molecular mechanisms regulating three-dimensional biliary epithelial tissue integrity (2019)
  • Author(s): Minami Yamada, Atsushi Miyajima, Tohru Itoh
  • Organizer: CSH-Asia conference on LIVER, BIOLOGY, DISEASE & CANCER
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 三次元培養系を用いた転写因子Klf5による胆管リモデリング制御機構の解析 (2018)
  • Author(s): 山田 みなみ、岡田 甫、依馬 正次、宮島 篤、伊藤 暢
  • Organizer: 第29回日本肝臓医生物学研究会
• [Presentation] 転写因子Klf5による胆汁うっ滞性肝障害時における肝内胆管のリモデリングの制御機構 (2018)
  • Author(s): 山田みなみ、岡田甫、神元健児、Cindy Kok、金子洸太、依馬正次、宮島篤、伊藤暢
  • Organizer: 第25回肝細胞研究会
• [Presentation] Establishing a novel mouse model for liver regeneration that accompanies activation and hepatocyte differentiation of adult liver progenitor cells (2018)
  • Author(s): Minami Yamada, Atsushi Miyajima, Tohru Itoh
  • Organizer: Australia-Japan Meeting on Cell Death
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 肝前駆細胞の活性化・肝細胞分化を惹起するマウス肝再生モデルの構築 (2018)
  • Author(s): 山田みなみ、宮島篤、伊藤暢
  • Organizer: 新学術領域研究 酸素生物学・ダイイングコード合同若手会議