2012 Fiscal Year Annual Research Report
In vivo imaging of the spatiotemporal activity of the angiogenic signaling pathways
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
22113009
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
福原 茂朋 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70332880)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / 血管新生 / 蛍光生体イメージング / 細胞形態・運動 / 細胞増殖 / βカテニン / 尾側静脈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成24年度は、ゼブラフィッシュの蛍光イメージングにより、血管形成における内皮細胞の“形態・運動能”、“細胞増殖”、“遺伝子発現”を制御する分子機序について解析し、以下の知見を明らかにした。
１．伸長する血管の先端に位置するTip細胞は、血管新生因子に反応して活発に細胞形態・運動能を変化させ、血管が伸長する方向を決定する。我々はこれまでに、Rhoファミリー低分子量G蛋白質の1つであるCdc42がフォルミンファミリーに属するアクチン制御因子Formin-like 3（Fmnl3）を介して糸状仮足を形成し、血管新生過程の内皮細胞形態を制御することを示している。本年度は、Cdc42によるFmnl3の活性化機序として、Cdc42がFmnl3のN末端領域に結合し、auto-inhibitionを解除することを示した。また、Cdc42の活性化因子としてArhgef9を同定した。
２．血管形成過程の内皮細胞の細胞周期を制御する遺伝子を同定するため、内皮細胞で細胞周期バイオセンサーFucciを発現するゼブラフィッシュを用いて、S/G2/M期およびG1期の内皮細胞をセルソーターにより単離し、DNAマイクロアレイ解析を行った。その結果、S/G2/M期の細胞周期が活発に回転した内皮細胞で発現する遺伝子として、hmgb1およびhgmb2を同定した。
３．生体の血管内皮細胞においてβカテニンの転写活性を可視化できるゼブラフィッシュを樹立し、解析した。その結果、尾側静脈の形成過程の内皮細胞でβカテニンの転写活性が高いことが分かった。また、Bone Morphogenetic Protein（BMP）がこのβカテニンの転写活性化を制御しており、さらに、このBMPによるβカテニンの活性化が、尾側静脈における内皮細胞の生存維持に必須であることを示した。
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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
平成24年度は、当初の研究目標までほぼ到達することができた。また、血管形成における内皮細胞増殖制御メカニズムの解析で得られた研究成果に関する論文を、現在、学術誌に投稿中である。さらに、研究を進行する過程で、血管形成における遺伝子発現の重要性を認識し、新たに核転写調節因子βカテニンについて解析を開始した。以上の理由から、本研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、これまでと同様、血管形成における”内皮細胞の形態・運動能“、”内皮細胞の細胞増殖“を制御する分子メカニズムを、ゼブラフィッシュを用いた蛍光イメージングにより解析を行う。また、平成24年度から、新たに開始した、”血管形成における核転写因子βカテニンの役割“についても解析を進める。最終的には、これら解析で得られた知見を基に、血管形成において内皮細胞の“形態・運動”、“増殖”、“遺伝子発現”が、お互いにどのように制御しているのかさらに解析を進め、血管形成メカニズムの統合的な理解を目指す。
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