MicroRNA transport from salivary mesenchyme regulates epithelial cytodifferentiation during organogenesis

• Project/Area Number: 17K08520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General anatomy (including histology/embryology)
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: Hayashi Toru 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (10454266)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 顎下腺 / マイクロRNA / 分化 / 上皮間葉相互作用 / 脱メチル化 / TET / 唾液腺 / エピジェネティクス / 未分化

Outline of Final Research Achievements

Epithelial-mesenchymal interactions are required for normal development in organs. We reported that gene expression in epithelium was regulated by microRNAs that are enriched in exosomes from mesenchyme in fetal mouse submandibular gland (SMG). Thus, we hypothesized in this study that “the microRNA signals between tissues” regulate cytodifferentiation during SMG development. Analyses of gene and protein expression using both immunostainings and qPCR suggested that spatio-temporal patterns of enzymes required for cytodifferentiation were regulated in part by the microRNAs imported from the SMG mesenchyme.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

器官発生のメカニズムの全貌は未だ明らかになっていません。異なる組織間での相互作用は、従来タンパク質にだけ着目されてきました。そのような中、私たちは短い核酸（マイクロRNA）が組織間相互作用を仲介することを明らかにしてきました。その研究結果を踏まえ、未熟な器官が機能的に成熟していく過程（分化と言います）に着目したところ、組織間マイクロRNA輸送が分化のタイミングを調節していることが示唆されました。器官再生などの研究分野に新たなアプローチを提供するものです。

Research Products

• [Journal Article] Regulatory mechanisms of branching morphogenesis in mouse submandibular gland rudiments (2018)
  • Author(s): Masanori Kashimata and Toru Hayashi
  • Journal Title: Japanese Dental Science Review Volume: 54 Issue: 1 Pages: 2-7
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2017.06.002
  • NAID: 50013109044
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exosomal microRNA communication between tissues during organogenesis (2017)
  • Author(s): Toru Hayashi and Matthew P. Hoffman
  • Journal Title: RNA Biology Volume: 14 Issue: 12 Pages: 1683-1689
  • DOI: 10.1080/15476286.2017.1361098
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 胎仔マウス顎下腺におけるマイクロRNAを介した機能的分化制御機構 (2019)
  • Author(s): 林徹、門谷裕一
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 胎仔マウス顎下腺の脱メチル化シトシンと脱メチル化酵素の発現解析 (2019)
  • Author(s): 林徹、門谷裕一
  • Organizer: 第124回日本解剖学会総会・学術集会
• [Presentation] 胎仔マウス顎下腺の発生における脱メチル化制御機構 (2018)
  • Author(s): 林徹
  • Organizer: 第123回日本解剖学会総会・学術集会
• [Presentation] 胎仔マウス顎下腺の発生における脱メチル化制御機構 (2017)
  • Author(s): 林徹
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会