Bioactive ligand-based neuronal reprogramming in human dedifferentiated fat cells using comparative omics between dogs nad humans

• Project/Area Number: 18K14594
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Rei Nakano 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (60755619)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2019: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 神経リプログラミング / 脱分化脂肪細胞 / 慢性脳梗塞 / 化合物 / ヒト脱分化脂肪細胞 / カルシウムイメージング / 低分子化合物 / 神経再生 / 生理活性物質 / 神経分化 / 比較オミクス解析 / ダイレクトリプログラミング

Outline of Final Research Achievements

Disorders of the central nervous system cause permanent motor and sensory dysfunction or leads to death in severe cases. Functional regeneration in the central nervous system by stem cell transplantation has been studied, but no effective treatment method has been established. In this study, we established a compound-based neuronal reprogramming system for human dedifferentiated adipocyte.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

申請者の研究から、脱分化脂肪細胞の生理活性物質による神経分化の効率は高効率であることが明らかとなっている。生理活性物質および化合物を使って、遺伝子導入を置き換えることで、腫瘍化や過剰な免疫応答のリスクを回避することができ、臨床応用の実現可能性が大きく高まることが期待できる。また、本研究の成果から、霊長類やげっ歯類といったヒトに近いとされるモデル生物以外の動物種の情報もヒトの細胞分化に活用できることを示すことができる。本研究のストラテジーを基にして、幅広い動物種のデータを有効活用し、ヒトではこれまで不可能であった種類の細胞分化を誘導する新技術の発展が期待できる。

Research Products

• [Journal Article] Canonical NF-κB p65, but Not p105, Contributes to IL-1β-Induced IL-8 Expression in Cardiac Fibroblasts (2022)
  • Author(s): Mizuno Masashi、Nakano Rei、Nose Saki、Matsumura Moeka、Nii Yasuyuki、Kurogochi Kentaro、Sugiya Hiroshi、Uechi Masami
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 13 Pages: 863309-863309
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.863309
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] B cell-derived GABA elicits IL-10+ macrophages to?limit anti-tumour immunity (2021)
  • Author(s): Zhang B,Vogelzang A,Miyajima M,Sugiura Y,Wu Y,Chamoto K,Nakano R,Hatae R,Menzies RJ,Sonomura K,Hojo N,Ogawa T,Kobayashi W,Tsutsui Y,Yamamoto S,Maruya M,Narushima S,Suzuki K,Sugiya H,Murakami K,Hashimoto M,Ueno H,Kobayashi T,Ito K,Hirano T,Shiroguchi K,Matsuda F,Suematsu M,Honjo T,Fagarasan S
  • Journal Title: Nature Volume: 599 Issue: 7885 Pages: 471-476
  • DOI: 10.1038/s41586-021-04082-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Decoding Neuronal Diversification by Multiplexed Single-cell RNA-Seq (2021)
  • Author(s): Luginb?hl Joachim、Kouno Tsukasa、Nakano Rei、Chater Thomas E.、Sivaraman Divya M.、Kishima Mami、Roudnicky Filip、Carninci Piero、Plessy Charles、Shin Jay W.
  • Journal Title: Stem Cell Reports Volume: 16 Issue: 4 Pages: 810-824
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.02.006
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tpl2 contributes to IL-1β-induced IL-8 expression via ERK1/2 activation in canine dermal fibroblasts (2021)
  • Author(s): Atsuto Naruke, Rei Nakano, Junichi Nunomura, Yoko Suwabe, Masumi Nakano, Shinichi Namba, Taku Kitanaka, Nanako Kitanaka, Hiroshi Sugiya, Tomohiro Nakayama
  • Journal Title: PLoS One Volume: 16 Issue: 11 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0259489
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of GLUT1 and GLUT3 in the growth of canine melanoma cells (2021)
  • Author(s): Suwabe Yoko、Nakano Rei、Namba Shinichi、Yachiku Naoya、Kuji Manami、Sugimura Mana、Kitanaka Nanako、Kitanaka Taku、Konno Tadayoshi、Sugiya Hiroshi、Nakayama Tomohiro
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 16 Issue: 2 Pages: e0243859-e0243859
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0243859
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Aberrant expression of the COX2/PGE2 axis is induced by activation of the RAF/MEK/ERK pathway in BRAFV595E canine urothelial carcinoma (2020)
  • Author(s): Yoshitake Ryohei、Saeki Kohei、Eto Shotaro、Shinada Masahiro、Nakano Rei、Sugiya Hiroshi、Endo Yoshifumi、Fujita Naoki、Nishimura Ryohei、Nakagawa Takayuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 7826-7826
  • DOI: 10.1038/s41598-020-64832-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Biological Properties of JNK3 and Its Function in Neurons, Astrocytes, Pancreatic β-Cells and Cardiovascular Cells (2020)
  • Author(s): Rei Nakano, Tomohiro Nakayama, Hiroshi Sugiya
  • Journal Title: Cells Volume: 29 Issue: 8 Pages: 1802-1802
  • DOI: 10.3390/cells9081802
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Non-Transcriptional and Translational Function of Canonical NF- κ B Signaling in Activating ERK1/2 in IL-1 β-Induced COX-2 Expression in Synovial Fibroblasts (2020)
  • Author(s): Nakano R, Kitanaka T, Namba S, Kitanaka N, Suwabe Y, Konno T, Yamazaki J, Nakayama T, Sugiya H
  • Journal Title: Front. Immunol. Volume: 7 Pages: 579266-579266
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.579266
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] All-trans retinoic acid induces reprogramming of canine dedifferentiated cells into neuron-like cells (2020)
  • Author(s): Nakano Rei, Kitanaka Taku, Namba Shinichi, Kitanaka Nanako, Sato Masaki, Shibukawa Yoshiyuki, Masuhiro Yoshikazu, Kano Koichiro, Matsumoto Taro, Sugiya Hiroshi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Issue: 3 Pages: e0229892-e0229892
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0229892
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ERK1/ATF-2 signaling axis contributes to interleukin-1β-induced MMP-3 expression in dermal fibroblasts. (2019)
  • Author(s): Kitanaka N, Nakano R, Sakai M, Kitanaka T, Namba S, Konno T, Nakayama T, Sugiya H
  • Journal Title: PLoS One Volume: 14 Issue: 9 Pages: e0222869-e0222869
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0222869
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interleukin-1β promotes interleulin-6 expression via ERK1/2 signaling pathway in canine dermal fibroblasts. (2019)
  • Author(s): Kitanaka N, Nakano R, Sugiura K, Kitanaka T, Namba S, Konno T, Nakayama T, Sugiya H
  • Journal Title: PLoS One Volume: 14 Issue: 7 Pages: e0220262-e0220262
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0220262
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] NF-κB p65 and p105 implicate in interleukin 1β-mediated COX-2 expression in melanoma cells (2018)
  • Author(s): Kitanaka Nanako、Nakano Rei、Kitanaka Taku、Namba Shinichi、Konno Tadayoshi、Nakayama Tomohiro、Sugiya Hiroshi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 13 Issue: 12 Pages: 0208955-0208955
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0208955
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Protein kinase Cε regulates nuclear translocation of extracellular signal-regulated kinase, which contributes to bradykinin-induced cyclooxygenase-2 expression (2018)
  • Author(s): Nakano Rei、Kitanaka Taku、Namba Shinichi、Kitanaka Nanako、Sugiya Hiroshi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 8535-8535
  • DOI: 10.1038/s41598-018-26473-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] グルココルチコイドによる翻訳阻害を介したシクロオキシゲナーゼ-2発現の抑制 (2021)
  • Author(s): 中野 令, 最首 桃子, 岡田 純一, 中野 真澄, 難波 信一, 北中 菜菜子, 北中 卓, 今野 忠好, 中山 智宏, 杉谷 博士
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] イヌ皮膚由来線維芽細胞におけるインターロイキン8の発現 インターロイキン1βによるTpI2を介したERK経路の活性化 (2021)
  • Author(s): 成毛 淳人, 中野 令, 諏訪部 陽子, 布村 順一, 杉浦 叶, 中野 真澄, 北中 菜菜子, 北中 卓, 杉谷 博士, 中山 智宏
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] イヌメラノーマ細胞におけるGLUT1およびGLUT3を介した細胞増殖 (2021)
  • Author(s): 諏訪部 陽子, 中野 令, 難波 信一, 八竹 直哉, 久慈 愛, 杉村 真奈, 北中 菜菜子, 北中 卓, 今野 忠好, 中野 真澄, 合屋 征二郎, 高橋 朋子, 杉谷 博士, 中山 智宏
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] イヌメラノーマ細胞におけるIL-1β刺激によるNF-κB経路を介したMMP-3発現 (2021)
  • Author(s): 布村 順一, 中野 令, 諏訪部 陽子, 成毛 淳人, 中野 真澄, 八竹 直哉, 久慈 愛, 杉村 真奈, 難波 信一, 北中 菜菜子, 合屋 征二郎, 高橋 朋子, 杉谷 博士, 中山 智宏
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 伴侶動物の機能再生を目標としたイヌ体細胞の神経リプログラミングシステムの開発 (2020)
  • Author(s): 中野令
  • Organizer: 第163回日本獣医学会
  • Invited
• [Presentation] イヌ滑膜線維芽細胞におけるシクロオキシゲナーゼ-2に対するグルコサミン塩酸塩誘導性グリコシル化抑制とオートファジー誘導性タンパク質分解 (2020)
  • Author(s): 中野令、北中菜菜子、諏訪部陽子、難波信一、北中卓、合屋征二郎、髙橋朋子、中山智宏、杉谷 博士
  • Organizer: 第163回日本獣医学会
• [Presentation] イヌ皮膚由来線維芽細胞におけるインターロイキン1βによる Tpl-2/ERKシグナリング経路を介したインターロイキン8の発現 (2020)
  • Author(s): 諏訪部陽子、中野令、杉浦叶、難波信一、北中菜菜子、北中卓、合屋征二郎、髙橋朋子、中山智宏、杉谷 博士
  • Organizer: 第163回日本獣医学会
• [Presentation] イヌ滑膜由来線維芽細胞におけるNF-κB依存性ERK1/2核移行を介したCOX-2発現 (2019)
  • Author(s): 中野令、北中卓、難波信一、北中菜菜子、今野忠好、杉谷博士
  • Organizer: 第162回日本獣医学会
• [Presentation] イヌ悪性黒色腫細胞のTRPA1を介した細胞死におけるPLD1の関与 (2019)
  • Author(s): 久慈愛、中野令、杉村真奈、八竹直哉、難波信一、北中菜菜子、今野忠好、北中卓、髙橋朋子、中山智宏、杉谷博士
  • Organizer: 第162回日本獣医学会
• [Presentation] イヌメラノーマ細胞におけるIL-1β刺激によるMMP-3発現 (2019)
  • Author(s): 八竹直哉、中野令、久慈愛、杉村真奈、難波信一、北中菜菜子、今野忠好、北中卓、髙橋朋子、中山智宏、杉谷博士
  • Organizer: 第162回日本獣医学会
• [Presentation] 伴侶動物の機能再生を目標としたイヌ体細胞の神経リプログラミングシステムの開発 (2019)
  • Author(s): 中野令
  • Organizer: 日本大学センターセミナー
  • Invited
• [Presentation] Bioactive Ligands-Based Neuronal Reprogramming of Human Dedifferentiated Fat Cells without Induction of Ectopic Genes (2019)
  • Author(s): Rei Nakano, Yoshiyuki Shibukawa, Koichiro Kano, Taro Matsumoto, Hiroshi Sugiya
  • Organizer: 9th FAOPS
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] NEURONAL DIFFERENTIATION OF DEDIFFERENTIATED CELLS FROM HUMAN MATURE ADIPOCYTES (2018)
  • Author(s): Rei Nakano, Yoshiyuki Shibukawa, Koichiro Kano, Taro Matsumoto, Hiroshi Sugiya
  • Organizer: ISSCR 17th annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] イヌ脱分化脂肪細胞の脳タイプJNK（JNK3）を介したGABA作動性ニューロンへのリプログラミング (2018)
  • Author(s): 中野令、北中卓、難波信一、北中菜菜子、澁川義幸、加野浩一郎、松本太郎、杉谷博士
  • Organizer: 第161回日本獣医学会
• [Presentation] イヌメラノーマ細胞はアルカリ環境下で細胞死が誘導される (2018)
  • Author(s): 久慈愛、中野令、杉村真奈、八竹直哉、難波信一、今野忠好、北中菜菜子、北中卓、高橋朋子、中山智宏、杉谷博士
  • Organizer: 第161回日本獣医学会
• [Presentation] イヌメラノーマ細胞におけるホルボールエステルによるシクロオキシゲナーゼ2発現 (2018)
  • Author(s): 杉村真奈、中野令、久慈愛、八竹直哉、難波信一、今野忠好、北中菜菜子、北中卓、高橋朋子、中山智宏、杉谷博士
  • Organizer: 第161回日本獣医学会
• [Presentation] グルコサミン塩酸塩によるイヌメラノーマ細胞の増殖抑制 (2018)
  • Author(s): 八竹直哉、中野令、久慈愛、杉村真奈、難波信一、今野忠好、北中菜菜子、北中卓、高橋朋子、中山智宏、杉谷博士
  • Organizer: 第161回日本獣医学会
• [Patent(Industrial Property Rights)] 1.哺乳動物由来の脱分化脂肪細胞から神経細胞を製造する方法及び哺乳動物由来の脱分化脂肪細胞から神経細胞への分化誘導用キット (2018)
  • Inventor(s): 杉谷博士、中野令、松本太郎、加野浩一郎
  • Industrial Property Rights Holder: 学校法人日本大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018