モデルマウスを用いた、疾患発症における極性輸送関連分子の役割の解明

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 23113716
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 原田 彰宏 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40251441)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 細胞極性 / 極性輸送 / ノックアウトマウス

Outline of Annual Research Achievements

細胞極性は組織の形成やその機能に必須の役割を果たしている。しかし細胞極性に関与する遺伝子の組織や個体での機能はまだよくわかっていない。さらに細胞極性に関与する遺伝子はまだ数多く残されていると考えられる。そこで我々は細胞極性のメカニズムの解明のため、①細胞極性、特にその中の極性輸送に関与する遺伝子の欠損マウスの作製、解析及び、②細胞極性に関与する新規遺伝子のスクリーニングを線虫を用いて同定し、その遺伝子の欠損マウスの作成を行った。
①については、Rab8a,bの二重欠損マウス、syntaxin3の小腸特異的欠損マウス、SNAP23神経、膵臓特異的欠損マウスの解析を行った。Rab8a,bの二重欠損マウスについては、生後死亡し、その時期がRab8a単独の欠損マウスより早まるため、Rab8aとRab8bの機能的な重複が示唆された。またRab8が線毛形成に重要であるというこれまでの知見から、Rab8a,b二重欠損マウスでは線毛形成の異常が生じることが予想されたが、予想に反してそのような表現型は見いだされなかったため、その理由の解明を現在行っており、他のRabの重要性が示唆される所見を得ている。またsyntaxin3小腸特異的欠損マウスで微絨毛の短小化やapical markerの細胞内蓄積が見られたため、その原因の解析を行っている。SNAP23の膵臓内外分泌腺特異的欠損マウスを作製解析したところ、SNAP23は膵内分泌と外分泌で異なる作用を持つことを発見し、現在その結果をまとめているところである。PKD1,2の欠損マウスでは今の所大きな異常が見られないが二重欠損マウスは胎生致死であるため、その原因の解明を行っている。
また②の、線虫でスクリーニングした新規遺伝子のいくつかについて現在マウスを作製しているところであり、あるものについては既にマウスが完成しているためその解析を行っている。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Uncovering genes required for neuronal morphology by morphology-based gene trap screening with a revertible retrovirus vector. (2012)
  • Author(s): Hashimoto Y
  • Journal Title: FASEB Journal Volume: 26 Issue: 11 Pages: 4662-4674
  • DOI: 10.1096/fj.12-207530
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Delivery of endosomes to lysosomes via microautophagy in the visceral endoderm of mouse embryos (2012)
  • Author(s): Kawamura, Wada et al.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 3 Issue: 1 Pages: 1071-1071
  • DOI: 10.1038/ncomms2069
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cdc42 and Rab8a are critical for intestinal stem cell division, survival, and differentiation in mice. (2012)
  • Author(s): Sakamori R
  • Journal Title: J Clin Invest Volume: 122 Issue: 3 Pages: 1052-1065
  • DOI: 10.1172/jci60282
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deficiency of proton-sensing ovarian cancer G protein-coupled receptor 1 attenuates glucose- stimulated insulin secretion (2012)
  • Author(s): Nakakura T
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 153 Issue: 9 Pages: 4171
  • DOI: 10.1210/en.2012-1164
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine (2012)
  • Author(s): Takasuga , Wada et al.
  • Journal Title: PNAS 110 Volume: 1726-1731 Issue: 5 Pages: 1726-31
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of VAMP7/TI-VAMP in cell polarity and lysosomal exocytosis in vivo. (2011)
  • Author(s): Sato M, Yoshimura S, Hirai R, Goto A, Kunii M, Atik N, Sato T, Sato K, Harada R, Shimada J, Hatabu T, Yorifuji H, Harada A.
  • Journal Title: Traffic Volume: 12 Issue: 10 Pages: 1383-1393
  • DOI: 10.1111/j.1600-0854.2011.01247.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans SNAP-29 isrequired for organellar integrity of the endomembrane system and general exocytosis in intestinal epithelial cells. (2011)
  • Author(s): Sato M, Saegusa K, Sato K, Hara T, Harada A, Sato K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 22 Issue: 14 Pages: 2579-2587
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-04-0279
  • NAID: 120004898416
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Roles of membrane trafficking in cell polarity and secretion in model animals (2012)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-14
  • Invited
• [Presentation] Uncovering genes required for neuronal morphology by morphology-based gene trap screening with a revertible retrovirus vector (2012)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-11
• [Presentation] 細胞内極性輸送に関わる遺伝子の欠損マウスの神経細胞の極性形成について (2012)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 上皮細胞の極性輸送を司る分子の欠損マウスの解析 (2012)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 日本解剖学会
  • Place of Presentation: 山梨大学甲府キャンパス(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/acb/