上皮-間葉ネットワークにおける器官運命決定機構の解明とその応用
Project/Area Number |
21H03150
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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Research Institution | Kyushu University |
Principal Investigator |
吉崎 恵悟 九州大学, 歯学研究院, 助教 (10507982)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福本 敏 九州大学, 歯学研究院, 教授 (30264253)
宮崎 佳奈子 九州大学, 歯学研究院, 特別研究員(RPD) (30778840)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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Keywords | 歯 / 発生 / 上皮-間葉相互作用 / 運命決定 / 再生医学 |
Outline of Research at the Start |
我々の体を構成する様々な器官は、その発生過程において厳密に制御され、それぞれの機能に即した特徴的な形態を呈するようになる。器官形成において、それぞれの細胞が無秩序に増殖すると形態形成が阻害されることから、なんらかの細胞間コミュニケーションを行いながら秩序だった器官形成が行われていることが予想される。本研究では、上皮-間葉相互作用において形態が決定されるメカニズムの解明を目指し、新たな器官再生技術の開発に寄与する。
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Outline of Annual Research Achievements |
上皮-間葉相互作用により形成される器官は特徴的な形態変化を示すが、その制御機構については未だ不明である。本研究は、上皮-間葉相互作用により形成される器官の運命決定機構を解明することを目的として研究を開始した。 本年度は主に、昨年度構築した歯の発生期のscRNA-seqデータベースを用いて、歯に特異的に発現する遺伝子の網羅的解析を行った。その結果、歯の間葉細胞に特異的に発現し、前象牙芽細胞クラスターに特異的に発現する因子として、GPIアンカー型タンパク質(GPI-AP)の一つであるLy6 lymphocyte antigen-6 (Ly6)/Plaur domain-containing 1 (Lypd1)を同定した。本因子は細胞膜に存在する脂質ラフトに局在することが知られている。そこで、脂質ラフトおよび Lypd1 の前象牙芽細胞における機能を解析するため、各種ラフト阻害剤および Lypd1 siRNA を用いて解析を行ったところ、ex vivo 器官培養法において、象牙芽細胞分化が抑制された。さらに、歯原性間葉細胞株 mDP を用いて Lypd1 が関与するシグナル経路のスクリーニングを行ったところ、Lypd1 の低下によりBMPシグナル経路の下流因子である Smad1/5/8 のリン酸化が抑制されることを発見した。以上の結果から、Lypd1はBMPシグナル経路を制御することで、象牙芽細胞への分化を制御していることが判明した。本研究成果は、Lypd1の新規前象牙芽細胞マーカーとしての有用性を示し、脂質ラフトによるシグナル伝達経路の調節を介した細胞分化制御機構の解明の一助となるものである。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は主に、運命決定にかかわる遺伝子のスクリーニング解析を行い、いくつかの機能分子の同定に成功した。
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Strategy for Future Research Activity |
本年度の同定した遺伝子機能の解析をさらにすすめる。また、器官運命決定に関わる因子のスクリーニングを行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] Iroquois homeobox 3 regulates odontoblast proliferation and differentiation mediated by Wnt5a expression2023
Author(s)
Narwidina A, Miyazaki A, Iwata K, Kurogoushi R, Sugimoto A, Kudo Y, Kawarabayashi K, Yamakawa Y, Akazawa Y, Kitamura T, Nakagawa H, Yamaguchi-Ueda K, Hasegawa T, Yoshizaki K, Fukumoto S, Yamamoto A, Ishimaru N, Iwasaki T, Iwamoto T.
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 650
Pages: 47-54
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Development of a novel ex vivo organ culture system to improve preservation methods of regenerative tissues2023
Author(s)
Yuta T, Tian T, Chiba Y, Miyazaki K, Funada K, Mizuta K, Fu Y, Kawahara J, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 3354-3354
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of GPI-anchored protein LYPD1 as an essential factor for odontoblast differentiation in tooth development2023
Author(s)
Fu Y, Miyazaki K, Chiba Y, Funada K, Yuta T, Tian T, Mizuta K, Kawahara J, Zhang L, Martin D, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 299(5)
Issue: 5
Pages: 104638-104638
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] von Willebrand factor D and EGF domains regulate ameloblast differentiation and enamel formation.2022
Author(s)
Iwata K, Kawarabayashi K, Yoshizaki K, Tian T, Saito K, Sugimoto A, Kurogoushi R, Yamada A, Yamamoto A, Kudo Y, Ishimaru N, Fukumoto S, Iwamoto T.
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Journal Title
J Cell Physiol.
Volume: 237
Issue: 3
Pages: 1964-1979
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The tooth-specific basic-helix-loop-helix factor AmeloD promotes differentiation of ameloblasts2022
Author(s)
Jia L, Chiba Y, Saito K, Yoshizaki K, Tian T, Han X, Mizuta K, Chiba M, Wang X, Al Thamin S, Yamada A, Fukumoto S.
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Journal Title
Journal of cellular physiology
Volume: 237(2)
Issue: 2
Pages: 1597-1606
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Connexin 43-mediated gap junction communication regulates ameloblast differentiation via ERK1/2 phosphorylation2021
Author(s)
Yamada A, Yoshizaki K, Ishikawa M, Saito K, Chiba Y, Fukumoto E, Hoshikawa S, Chiba M, Nakamura T, Iwamoto T, Fukumoto S.
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Journal Title
Frontiers in Physiology
Volume: 12
Pages: 748574-748574
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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