ゼブラフィッシュを用いたアラキドン酸由来生理活性脂質の発生・再生作用の全容解明

• Project/Area Number: 22K15281
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
• Research Institution: Tokyo University of Science, Yamaguchi
• Principal Investigator: 告 恭史郎 山陽小野田市立山口東京理科大学, 薬学部, 助教 (40825121)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ゼブラフィッシュ / 脂質メディエーター / GPCR / 発生 / 再生 / アラキドン酸 / プロスタグランジン / ロイコトリエン / 脂質

Outline of Research at the Start

アラキドン酸より生合成されるプロスタグランジン（PG）、ロイコトリエン（LT）は、特異的な受容体を介して、全身で多彩な作用を発揮するが、近年、発生・再生における新規機能が報告され注目を集めている。本研究では、発生・再生のモデル生物として世界中で汎用されているゼブラフィッシュを用いて、アラキドン酸由来生理活性脂質の発生・再生作用の全容を、受容体サブタイプを分子標的として明らかにすることを目的とし、ひいては、再生医療へのアラキドン酸由来生理活性脂質の応用のための分子基盤の構築を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

アラキドン酸は、生体膜リン脂質よりホスホリパーゼA2によって切り出されることで産生される多価不飽和脂肪酸であり、シクロオキシゲナーゼ（COX）、または5-リポキシゲナーゼ（5-LOX）によって、それぞれプロスタグランジン（PG）、ロイコトリエン（LT）に代謝され、特異的なGタンパク質共役型受容体を介して、全身の様々な臓器で多彩な生理・病態作用を発揮する。古くから研究されてきたアラキドン酸由来生理活性脂質であるが、近年、発生・再生における新規機能が報告され注目を集めている。一方、現在のところ、PG、LTの発生・再生作用がどの受容体サブタイプを介して、どのような分子機構で発揮されるのか、その全容解明には至っていない。
本研究では、「アラキドン酸由来生理活性脂質の発生・再生作用の全容解明」、及び「再生医療へのアラキドン酸由来生理活性脂質の応用のための分子基盤の構築」を目的として、発生・再生研究において世界中で汎用されているゼブラフィッシュをモデル生物として、脂質受容体のシグナル伝達にフォーカスして解析を進めた。
ゲノム編集によって、これまでに申請者らが同定してきたPG受容体の網羅的な欠損系統を作成し、胚発生過程における各臓器を調べた結果、複数の受容体欠損系統において、臓器の形成異常が観察された。この中でもX受容体を介した腎発生機構の研究、及びY受容体を介した性腺発生機構の研究が最も進んでおり、現在、論文投稿準備中である。
それに加え、生理活性脂質受容体Zがヒレ再生に関与する可能性を薬理学的に推定し、当該受容体の生化学的解析、発現解析を行った。今後、受容体欠損系統を用いた更なる解析を進めながら、哺乳類モデルへの応用も視野に入れて研究を展開する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Research on Werner Syndrome: Trends from Past to Present and Future Prospects (2022)
  • Author(s): Kyoshiro Tsuge, Akira Shimamoto
  • Journal Title: Genes Volume: 13 Issue: 10 Pages: 1802-1802
  • DOI: 10.3390/genes13101802
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] MOLECULAR CHARACTERIZATION OF THE SIRTUIN FAMILY IN ZEBRAFISH: TOWARD UNDERSTANDING THEIR ROLE IN TISSUE REGENERATION (2024)
  • Author(s): Chika Koishihara, Satoru Yamamoto, Ryosuke Wakabayashi, Kotoha Kimura, Kyoshiro Tsuge, Akira Shimamoto
  • Organizer: BPS2024 - 68th Biophysical Society Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] FUNCTIONAL ANALYSIS OF ZEBRAFISH P63RHOGEF-LIKE PROTEIN AIMING IDENTIFICATION OF ITS INHIBITOR USING ZEBRAFISH AS A MODEL (2024)
  • Author(s): Kumiko Sakai, Akane Watanabe, Masaya Hirota, Natsuho Moriyama, Satoru Yamamoto, Ryosuke Wakabayashi, Kyoshiro Tsuge, Akira Shimamoto, Ko Momotani
  • Organizer: BPS2024 - 68th Biophysical Society Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食品添加物が肥満におけるレプチン抵抗性に及ぼす影響 (2023)
  • Author(s): 渋谷 優稀, 告 恭史郎, 栗屋 花蓮, 中川 直, ジョーカーズ ラルフ, ダム ジュリエ, 嶋本 顕, 細井 徹
  • Organizer: 第97回日本薬理学会年会・第44回日本臨床薬理学会学術総会
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける老化制御因子Sirtuinファミリーの機能解析 (2023)
  • Author(s): 山本 暁, 若林 亮介, 小石原 千華, 木村 琴映, 告 恭史郎, 嶋本 顕
  • Organizer: 第9回ゼブラフィッシュ・メダカ創薬研究会
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける生理活性脂質のヒレ再生制御機構の解析 (2023)
  • Author(s): 若林 亮介, 山本 暁, 小石原 千華, 木村 琴映, 告 恭史郎, 嶋本 顕
  • Organizer: 第9回ゼブラフィッシュ・メダカ創薬研究会
• [Presentation] 高効率低分子標的高血圧治療薬スクリーニング手法の確立を目標とする、ゼブラフィッシュにおける血管収縮制御因子グアニンヌクレオチド交換因子(GEF)タンパク質の同定 (2023)
  • Author(s): 渡邊あかね, 森山夏帆, 廣田雅哉, 太田愛夏, 伊南憲孝, 加藤千明, 山本暁, 若林 亮介, 告恭史郎, 嶋本顕, 坂井久美子, 百渓江
  • Organizer: 第82回九州山口薬学大会
• [Presentation] 腎臓初期発生におけるプロスタグランジンI2受容体IPの機能解析 (2023)
  • Author(s): 渡邊尚幸, 岸本幸一郎, 告恭史郎, 岩穴拓也, 稲住知明, 川原敦雄, 土屋創健, 杉本幸彦
  • Organizer: 第22回次世代を担う若手のためのファーマ・バイオフォーラム2023
• [Presentation] カイコ由来Xeno-Free組換えフィブロネクチンを用いて培養した間葉系幹細胞の性状解析 (2023)
  • Author(s): 佐藤 友亮, 告 恭史郎, 八桁 清樹, 冨田 正浩, 嶋本 顕
  • Organizer: 日本組織培養学会 第95回大会
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける平滑筋収縮制御タンパク質 p63RhoGEF の同定 (2023)
  • Author(s): 森山夏帆, 渡邊あかね, 廣田雅哉, 太田愛夏, 伊南憲孝, 加藤千明, 山本暁, 若林亮介, 告恭史郎, 嶋本顕, 坂井久美子, 百渓江
  • Organizer: 第65回日本平滑筋学会総会
• [Presentation] 膵臓初期発生におけるプロスタグランジンの生理的意義 (2023)
  • Author(s): 中尾龍之丞, 渡邉尚幸, 告恭史郎, 稲住知明, 川原敦雄, 土屋創健, 杉本幸彦
  • Organizer: 令和5年度日本生化学会九州支部例会
• [Presentation] カイコ由来Xeno-Free組換えフィブロネクチンの間葉系幹細胞を用いた再生医療への有用性評価 (2023)
  • Author(s): 告 恭史郎, 八桁 清樹, 冨田 正浩, 嶋本 顕
  • Organizer: 第22回日本再生医療学会総会
• [Presentation] Comprehensive Elucidation of Developmental Functions of Arachidonic Acid-Derived Lipid Mediators in Zebrafish (2023)
  • Author(s): Kyoshiro Tsuge, Ryosuke Wakabayashi, Satoru Yamamoto, Chika Koishihara, Akira Shimamoto
  • Organizer: BPS2023 - 67th Biophysical Society Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification and Characterization of a Crucial Guanine Nucleotide Exchange Factor (GEF), p63Rhogef in Blood Pressure Regulation in Zebrafish Aiming for a Novel High-Throughput Drug Screening (2023)
  • Author(s): Kumiko Sakai, Masaya Hirota, Chiaki Kato, Noritaka Inami, Natsuho Moriyama, Manaka Ohta, Akane Watanabe, Ryosuke Wakabayashi, Satoru Yamamoto, Kyoshiro Tsuge, Akira Shimamoto, Ko Momotani
  • Organizer: BPS2023 - 67th Biophysical Society Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腎臓初期発生におけるプロスタグランジンI2受容体IPの寄与 (2022)
  • Author(s): 渡邊尚幸, 岸本幸一朗, 告恭史郎, 岩穴拓也, 小代綾香, 中尾龍之丞, 稲住知明, 川原敦雄, 土屋創健, 杉本幸彦
  • Organizer: 第21回日本薬学会生物系薬学部会ファーマ・バイオフォーラム
• [Presentation] In vitro評価系を用いたがん幹細胞の休眠維持機構の解明 (2022)
  • Author(s): 告 恭史郎, 嶋本 顕
  • Organizer: 日本組織培養学会 第94回大会
• [Presentation] ドキシサイクリン誘導性休眠・増殖モデルを用いたがん幹細胞の休眠維持機構の解明 (2022)
  • Author(s): 告 恭史郎, 田原 栄俊, 嶋本 顕
  • Organizer: 第26回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] プロスタグランジンI2受容体の腎臓初期発生における役割 (2022)
  • Author(s): 渡邊尚幸, 岸本幸一朗, 告恭史郎, 岩穴拓也, 小代綾香, 中尾龍之丞, 稲住知明, 川原敦雄, 土屋創健, 杉本幸彦
  • Organizer: 第64回日本脂質生化学会
• [Book] 組織培養の技術 -基礎編-（第4版）（担当:分担執筆, 範囲:3-1-7 正常細胞の分裂寿命と細胞老化） (2023)
  • Author(s): 告 恭史郎, 嶋本 顕
  • Total Pages: 448
  • Publisher: 朝倉出版