新規Ｗｎｔシグナル修飾因子ＬＧＲ４による乳腺上皮細胞運命の決定と極性制御機構解明

• Project Area: Regulation of polarity signaling during morphogenesis, remodeling, and breakdown of epithelial tubular structure
• Project/Area Number: 24112502
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: 西森 克彦 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10164609)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥13,910,000 (Direct Cost: ¥10,700,000、Indirect Cost: ¥3,210,000); Fiscal Year 2013: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2012: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
• Keywords: Wnt / 上皮間腔形成 / 乳腺 / 幹細胞 / LGR4 / beta-catenin / mammary gland / 間腔組織 / Rspondins

Research Abstract

Wnt シグナルは初期発生の体軸や体節、器官形成、細胞極性制御において重要である。近年では様々な体性幹細胞の維持、また分化運命決定に関与する事が注目されている。LGRファミリーのLGR4, 5はWntシグナルを亢進する液性蛋白質のR-spondinsをリガンドとし、Wntシグナルを制御する新たな受容体である。我々はこれまでにLGRsファミリーの一つ、LGR4が乳腺組織形成に果たす機能解析を行った。
Lgr4の遺伝子領域に蛍光蛋白質EGFPを導入したレポーターマウスを用い、乳腺組織に於けるLGR4の発現細胞を同定した結果、乳腺幹細胞を含む乳腺筋上皮細胞でLGR4が発現していた。Keratin5-CreTgマウスを用いたLg4 conditional KOマウス(Lgr4 cKOマウス)の乳腺組織の発生・分化におけるLGR4の機能を解析したところ、Lgr4cKOマウスは乳腺組織のブランチング形成低下を示し、妊娠時において乳腺胞の発達不全から授乳能が失われていた。乳腺上皮細胞は表面抗原CD24, CD49fの発現強度により内腔上皮前駆細胞、基底上皮前駆細胞を分画できる。FACSを用いて10週齢から10ヶ月齢まで様々な週齢のLgr4 cKOマウス乳腺上皮細胞を解析したところ、加齢に伴い細胞分画のパターンが変化して行く事を見出した。内腔上皮細胞画分ではCD49f強発現細胞、すなわち内腔上皮前駆細胞が減少して行く事も見出した。更にマトリゲル上における乳腺上皮細胞の初代培養細胞の三次元培養を行ったところ、LGR4のリガンドR-spondinが乳上皮細胞のコロニーの形成率と枝分かれ構造形成を促進する事を見出した。これらはLGR4が乳腺細胞の未分化性を維持し、乳腺管構造の形成・維持に寄与する事を示す。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Mice heterozygous for the oxytocin receptor gene (Oxtr(+/-) ) show impaired social behaviour but not increased aggression or cognitive inflexibility: evidence of a selective haploinsufficiency gene effect. (2013)
  • Author(s): Sala,M., Braida,D., Donzelli,A., Martucci,R., Busnelli,M., Bulgheroni,E., Rubino,T., Parolaro,D., Nishimori,K. and Chini,B.
  • Journal Title: Journal of Neuroendocrinology Volume: 25 Issue: 2 Pages: 107-118
  • DOI: 10.1111/j.1365-2826.2012.02385.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LGR4 expressed in uterine epithelium is necessary for uterine gland development and contributes to decidualization in mice. (2013)
  • Author(s): Sone M, Oyama K, Mohri Y, Hayashi R, Clevers H, Nishimori K.
  • Journal Title: FASEB Journal Volume: 27 Issue: 12 Pages: 4917-4928
  • DOI: 10.1096/fj.13-232215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxytocin Receptor in the Hypothalamus Is Sufficient to Rescue Normal Thermoregulatory Function in Male Oxytocin Receptor Knockout Mice. (2013)
  • Author(s): Kasahara Y, Sato K, Takayanagi Y, Mizukami H, Ozawa K, Hidema S, So K-H, Kawada T, Inoue N, Ikeda I, Roh S-G, Itoi K, and Nishimori
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 154 Issue: 11 Pages: 4305-4315
  • DOI: 10.1210/en.2012-2206
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional, anatomical, and neurochemical differentiation of medial preoptic area subregions in relation to maternal behavior in the mouse (2013)
  • Author(s): Yousuke Tsuneoka
  • Journal Title: Journal of Comparative Neurology Volume: 521 Issue: 7 Pages: 1633-1663
  • DOI: 10.1002/cne.23251
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient establishment of primary fibroblast cultures from the hawksbill sea turtle (Eretmochelys imbricata). (2012)
  • Author(s): Fukuda T, Kurota J, Saito T, Yusasa K,Kurita M, Donai K, Nitto H, Soichi M,Nishimori K, Uchida T, Isogai E, Onuma M, Sone H, Seko N, Inoue-Murayama M
  • Journal Title: In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal Volume: 48 Issue: 10 Pages: 660-665
  • DOI: 10.1007/s11626-012-9565-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] “Effects of protein transduction with intact myogenic transcription factors tagged with HIV-1 Tat-PTD (T-PTD) on myogenic differentiation of mouse primary cells (2012)
  • Author(s): Hidema, S.
  • Journal Title: J Biosci Bioeng Volume: 113 Issue: 1 Pages: 5-11
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.08.025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impairment of Pachytene Spermatogenesis in <i>Dmrt7</i> Deficient Mice, Possibly Causing Meiotic Arrest (2012)
  • Author(s): Date,S., Nozawa,O., Inoue,H., Hidema,S. and Nishimori,K.
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 76 Issue: 9 Pages: 1621-1626
  • DOI: 10.1271/bbb.120024
  • NAID: 130004137948
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunological characteristics and response to lipopolysaccharide of mouse lines selectively bred with natural and acquired immunities (2012)
  • Author(s): Narahara,H., Sakai,E., Katayama,M., Ohtomo,Y., Yamamoto,K., Takemoto,M., Aso,H., Ohwada,S., Mohri,Y., Nishimori,K., Isogai,E., Yamaguchi,T., Fukuda,T.
  • Journal Title: Anim Sci J Volume: 83 Issue: 5 Pages: 367-374
  • DOI: 10.1111/j.1740-0929.2011.00980.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of Venus reporter knock-in mice revealed MAGI-2 expression patterns in adult mice (2012)
  • Author(s): Ihara,K., Nishimura,T., Fukuda,T., Ookura,T. and Nishimori,K.
  • Journal Title: Gene Expr Patterns Volume: 12 Issue: 3-4 Pages: 95-101
  • DOI: 10.1016/j.gep.2012.01.006
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The role of Lgr4 in the tooth development (2014)
  • Author(s): Yukiko Yamakami, Kazunori Oyama, Yasuaki Mohri, Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: 日本農芸化学会2013大会
  • Place of Presentation: 明治大学農学部生田キャンパス、神奈川県川崎市
• [Presentation] 化 扁桃体内側核に発現するオキシトシン受容体は社会的記憶を支えている (2013)
  • Author(s): 宮崎 慎至
  • Organizer: 第90回日本生理学会東京
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] オキシトシン受容体による母性行動の調節機構 (2013)
  • Author(s): 大塚 彩乃
  • Organizer: 第90回日本生理学会東京
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] Cre依存性Tert transgenic マウスのin vitro機能解析 (2013)
  • Author(s): 日出間志寿
  • Organizer: 2013年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] The function of LGR4 in mammary gland development and differentiation (2013)
  • Author(s): 大山一徳
  • Organizer: 2013年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] Lgr4ノックアウトマウスにおける雌生殖器の雄化 (2013)
  • Author(s): 小泉 雅江
  • Organizer: 2013年度農芸化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2013-03-25
• [Presentation] Lgr4 knockout mice show female hermaphroditism (2013)
  • Author(s): Masae Koizumi, Kazunori Oyama,Shizu Hidema,Akihiro Nawa,Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: 第46回発生生物学会
  • Place of Presentation: 島根県松江市
• [Presentation] LGR4 is required for development and maintenance of mammary gland (2013)
  • Author(s): Kazunori Oyama、Yasuaki Mohri、Mizuki Sone、Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: 第46回発生生物学会
  • Place of Presentation: 島根県松江市
• [Presentation] LGR4 is required for the development and the maintenance of mammary gland (2013)
  • Author(s): Kazunori Oyama、Takahiro Shimoda, Yasuaki Mohri、Mizuki Sone、Katsuhiko Nishimori
  • Organizer: Gordon Research Conference
  • Place of Presentation: ストウ、ストウフレイク マウンテン リゾート＆スパ（Stowe）Vermont, USA
• [Presentation] LGR4 expressed in uterine epithelium is necessary for uterine gland development and contributes to decidualization in mice (2013)
  • Author(s): Katsuhiko Nishimori 1, Kazunori Oyama1, Yasuaki Mohri1, Mizuki Sone
  • Organizer: Epithelial Tubulology第1回国際会議
  • Place of Presentation: 札幌、北海道大学コンファランスホール
• [Presentation] Role of LGR4 in mammary epithelial cells (2013)
  • Author(s): Katsuhiko Nishimori, Mizuki Sone, Yasuaki Mohri, Kazunori Oyama
  • Organizer: Epithelial Tubulology第1回国際会議
  • Place of Presentation: 札幌、北海道大学コンファランスホール
• [Presentation] 上皮細胞の分化と管腔組織形成におけるLGR4の機能解析 (2013)
  • Author(s): 大山一徳
  • Organizer: 第14回 日本農芸化学会東北支部若手シンポジウム
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] LGR4は子宮上皮において分泌腺形成に必要であり、子宮脱落膜化反応に寄与する (2013)
  • Author(s): 大山 一徳, 曽根 瑞季, 毛利 泰彰, 林 遼太郎, Clevers Hans, 西森 克彦
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] Lgr4 is a key regulator of uterine decidual response in mice. (2012)
  • Author(s): 曽根 瑞季
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-10
• [Presentation] 名 LGR4 is required for the development of mammary gland in mice (2012)
  • Author(s): 大山一徳
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-10
• [Presentation] 母と子をつなぐホルモン、オキシトシン：マウスをモデルとした行動神経科学的研究 (2012)
  • Author(s): 西森克彦
  • Organizer: 第９回日本周産期メンタルヘルス研究会学術集会（招待講演）
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-11-10
  • Invited
• [Presentation] Necdin-deficient mice, one of PWS model animal, showed abnormality in thermoregulation and social memory, via impairment of OXT/OXTR system. (2012)
  • Author(s): Maki Sasaki
  • Organizer: Neuroscience2012, 北米神経科学会
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ,USA
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] Generating of a new AAV vector system to express a cDNA in a cell-type specific manner, using mutant LoxP elements. (2012)
  • Author(s): Keisuke Sato
  • Organizer: Neuroscience2012, 北米神経科学会
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ,USA
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] 不可逆反転型Cre・LoxP システムを用いた細胞種特異的遺伝子活性化系の開発 (2012)
  • Author(s): 佐藤佳亮
  • Organizer: 第３５回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] 脳内社会行動関連領域に於けるオキシトシン受容体の機能に関する研究 (2012)
  • Author(s): 浅山瑛美
  • Organizer: 第３５回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] Necdinノックアウトマウスは体温調節能と社会識別能に異常を呈する (2012)
  • Author(s): 佐々木真紀
  • Organizer: 第３５回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] LGR4 is required for the development of mammary gland in mice (2012)
  • Author(s): 大山一徳
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-28
• [Presentation] LGR4 plays an important role in female reproductive tract development (2012)
  • Author(s): Koizumi, M
  • Organizer: 第45回日本発生生物学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-28
• [Presentation] 成獣齢マウスの腎臓におけるLgr4の機能解析 (2012)
  • Author(s): 霜田貴宏
  • Organizer: 日本生化学会東北支部第78回例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 山形
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Presentation] Lgr4欠損マウスにおける雌生殖器の雄化 (2012)
  • Author(s): 小泉雅江
  • Organizer: 日本生化学会東北支部第78回例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2012-05-26
• [Remarks] 東北大学農学研究科・分子生物学分野
  • URL: http://www.biochem.tohoku.ac.jp/bunsi/index-j.html