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Elucidating the involvement of Microtubule-Wnt/PCP network in cartilage development

Research Project

Project/Area Number 19K06664
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Kikuchi Koji  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (70457290)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords軟骨細胞 / 細胞極性 / Map7D1 / 分化 / 内軟骨性骨化 / Map7d1 / Map7d2 / 微小管 / 神経細胞 / 機能のダイバーシティ / ゲノム編集 / 微小管-Wnt/PCPネットワーク / GFPノックインマウス / 骨格形成 / Wnt/PCPシグナル経路 / 微小管リモデリング / 軟骨組織 / イメージング
Outline of Research at the Start

私共はこれまでの研究成果から、微小管-Wnt/PCPネットワークの制御分子であるMap7/7D1がWnt/PCP分子群のひとつであるDvlの局在化を制御して軟骨細胞の細胞極性を決定している可能性を考えている。本研究ではゲノム編集技術・蛍光イメージング技術を活用して、上記の可能性について当該分子のノックアウトマウス由来・軟骨組織を用いた解析を実施する。さらに、ノックインマウス由来・軟骨組織の器官培養下での蛍光ライブイメージングを試み、生理的な条件下での軟骨細胞・細胞極性形成過程における内在性レベルでの分子ダイナミクスを解析する。

Outline of Final Research Achievements

We elucidated the function of a molecular mechanism we discovered that regulates cell polarity formation: the microtubule-Wnt/PCP network (EMBO Rep., 2018.) during tissue formation in mice. We found that Map7D1, one of the regulatory molecules, is involved in the formation of chondrocyte cell polarity, and furthermore, the disruption of chondrocyte differentiation caused by abnormal cell polarity may affect cell-cell interactions required for bone formation. In particular, the expression and localization patterns of Map7D1 were changed depending on the differentiation state, suggesting that the cell polarity formation of chondrocytes may be regulated by changes in the molecular dynamics of Map7D1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

内軟骨性骨化では、分化系譜に沿って配列した軟骨細胞と血管/破骨細胞/骨芽細胞などの細胞間相互作用によって、軟骨組織が骨組織へと置換されていく。この時に、分化系譜に沿った軟骨細胞の配列:カラム形成には、細胞極性:紡錘体軸/細胞挿入/繊毛形成/配列保持が必須である。しかし、軟骨細胞の細胞極性形成メカニズムは依然として未解明な点が多く残されている。私共は、その鍵となりうる分子としてMap7D1を見出した。本研究がさらに進展する事で、骨格形成の仕組みを理解するという学術的重要性のみならず、内軟骨性骨化の異常により生じる骨軟骨異形成症の発症原理の理解につながる。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Remarks (8 results)

  • [Journal Article] Map7D2 and Map7D1 facilitate microtubule stabilization through distinct mechanisms in neuronal cells2022

    • Author(s)
      Kikuchi K, sakamoto S, Uezu A, Yamamoto H, Ishiguro K, Shimamura K, Saito T, Hisanaga S, Nakanishi H
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 5(8) Issue: 8 Pages: e202201390-e202201390

    • DOI

      10.26508/lsa.202201390

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Activation of Nedd4L Ubiquitin Ligase by FCHO2-generated Membrane Curvature2022

    • Author(s)
      Sakamoto Yasuhisa、Uezu Akiyoshi、Kikuchi Koji、Suetsugu Shiro、Nakanishi Hiroyuki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.02.21.481372

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    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Map7 regulates Sertoli cell polarity to support the differentiation of male germ cell lineages.2023

    • Author(s)
      Kikuchi Koji , Nakagawa Mami , Fujimori Toshihiko , Shimada Ryuki, Fujimura Sayoko, Usuki Shingo, Yasunaga Kei-ichiro, Araki Kimi , Ishiguro Kei-ichiro
    • Organizer
      第3回有性生殖研究会「生殖の多様性」
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  • [Presentation] Conserved Map7/7D1/Ens proteins coordinate microtubule remodeling and Wnt/PCP signaling for cell polarity formation.2022

    • Author(s)
      Kikuchi Koji , Nakagawa Mami , Fujimori Toshihiko , Araki Kimi , Shimamura Kenji, Ohta Kunimasa, Nakamura Akira, Suzuki Makoto, Ishiguro Kei-ichiro
    • Organizer
      EMBO Workshop Wnt2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Map7 Regulates Sertoli Cell Polarity to Support the Differentiation of Germ Cell Lineages.2022

    • Author(s)
      Kikuchi Koji , Nakagawa Mami , Fujimori Toshihiko , Fujimura Sayoko, Araki Kimi , Ishiguro Kei-ichiro
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      The 68th NIBB Conference "Principles of Cell Communication in the Tissue"
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  • [Presentation] Map7 regulates Sertoli cell polarity through microtubule-Wnt/PCP network to support the differentiation of sperm lineage cells.2022

    • Author(s)
      Kikuchi Koji , Nakagawa Mami , Fujimori Toshihiko , Araki Kimi , Ishiguro Kei-ichiro
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      第55回日本発生生物学会年会
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      Kikuchi Koji , Sakamoto Yasuhisa , Uezu Akiyoshi , Yamamoto Hideyuki , Ishiguro Kei-ichiro , Shimamura Kenji , Saito Taro , Hisanaga Shin-ichi , Nakanishi Hiroyuki
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      Kikuchi Koji , Sakamoto Yasuhisa , Uezu Akiyoshi , Yamamoto Hideyuki , Ishiguro Kei-ichiro , Shimamura Kenji , Saito Taro , Hisanaga Shin-ichi , Nakanishi Hiroyuki
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  • [Presentation] 哺乳類動物の組織形成における新たな細胞極性形成メカニズムの機能解明2022

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  • [Presentation] Map7D2 and Map7D1 facilitate microtubule stabilization through distinct mechanisms to control cell motility and neurite outgrowth.2021

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  • [Presentation] Microtubule-Wnt/PCP network is evolutionarily conserved for cell polarity regulation during tissue formation.2021

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      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、石黒 啓一郎、荒木 喜美、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、石黒 啓一郎、荒木 喜美、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、石黒 啓一郎、荒木 喜美、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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  • [Presentation] 組織形成における微小管結合タンパク質:Map7D1の時空間的な制御による細胞極性の調節メカニズム2020

    • Author(s)
      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、畠山 淳、佐藤 晴香、嶋村 健児、太田 訓正、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      第53回日本発生生物学会年会
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  • [Presentation] 組織形成における微小管結合タンパク質:Map7D1の時空間的な制御による細胞極性の調節メカニズム2020

    • Author(s)
      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、畠山 淳、佐藤 晴香、嶋村 健児、太田 訓正、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      第72回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] Map7D1の時空間的な制御による細胞極性形成メカニズムとその異常による組織形成の破綻2020

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      菊池 浩二、中川 真美、藤森 俊彦、石黒 啓一郎、中村 輝、荒木 喜美、鈴木 誠、中西 宏之
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      第43回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] Map7D1, a Regulator of Microtubule-Wnt/PCP Network, Is Involved in Mammalian Tissue Morphogenesis.2020

    • Author(s)
      菊池 浩二、中川 真美, 藤森 俊彦、畠山 淳、佐藤 晴香、嶋村 健児、太田 訓正、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
    • Organizer
      ABiS Symposium "Forefront and Future of Electron Microscopic Imaging"
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞極性の新たな分子メカニズム: 微小管-Wnt/PCP ネットワークの組織形成への関与2019

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      菊池 浩二、中川 真美, 藤森 俊彦、畠山 淳、佐藤 晴香、嶋村 健児、太田 訓正、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      第71回日本細胞生物学会・第19回日本蛋白質科学会年会合同大会
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  • [Presentation] 細胞極性形成における微小管とWnt/PCPシグナルをつなぐ新た分子メカニズム2019

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      植物細胞骨格研究会
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      菊池 浩二、中川 真美, 藤森 俊彦、畠山 淳、佐藤 晴香、嶋村 健児、太田 訓正、中村 輝、鈴木 誠、中西 宏之
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Remarks] Science Japan

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      https://sj.jst.go.jp/news/202206/n0622-02k.html

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      https://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/seimei/20220425

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      https://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/np134/

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  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      http://researchmap.jp/read0147459/

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  • [Remarks] ORCID

    • URL

      http://orcid.org/0000-0002-7616-8200

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  • [Remarks] Publons

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      https://publons.com/researcher/1551217/koji-kikuchi/

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  • [Remarks] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Koji_Kikuchi/

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  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/site/lab1yakurihp/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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