2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of differentiation of fetal Leydig cells by active and suppressive types of nuclear receptors
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16H05142
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
諸橋 憲一郎 九州大学, 医学研究院, 主幹教授 (30183114)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 胎仔精巣 / ライディッヒ細胞 / Ad4BP / ステロイド / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核内受容体型転写因子Ad4BPは精巣ライディッヒ細胞の分化に必須である。我々はこれまで本因子がほぼ全ての解糖系遺伝子を一斉に制御することを明らかにした。この結果より、Ad4BPによる細胞内の代謝の活性化が、ライディッヒ細胞の分化に必要であると推測するに至った。一方、エネルギー代謝を抑制する可能性を有する転写因子COUP-TFIIは前駆細胞に発現する。そこで、Ad4BPとCOUP-TFIIが種々の代謝系遺伝子の制御を通じ、胎仔型ライディッヒ細胞の分化を制御することを明らかにする。また、本研究では、Ad4BPが解糖系に限らず、より広い代謝系を制御するとの予備的結果より、その他の代謝系と関連を、特に胎仔精巣のライディッヒ細胞の分化過程において明らかにする。以上の研究より、細胞が分化する際には代謝の活性化が必要であるとの新規かつ重要な視点を提供するものである。
以上の目的を達成するため、本研究では胎仔型ライディッヒ細胞を純化調製するためのマウスを作成し、純化した胎仔型ライディッヒ細胞を用いて実験を行ってきた。胎仔型ライディッヒ細胞が前駆細胞から分化するに際し、エネルギー産生、消費、コレステロール産生、ステロイド産生が上昇することを確認した。これらの遺伝子発現がAd4BPの発現上昇とCOUP-TFIIの発現低下によるものであることを明らかにするため、過剰発現実験とノックダウン実験を行なったところ、Ad4BPはライディッヒ細胞の分化を活性化したが、COUP-TFIIの抑制効果は認められなかった。現在、Ad4BPとCOUP-TFIIに加え、転写抑制因子と考えられるArxを新たに実験対象として、これらの転写因子の標的遺伝子を全ゲノムレベルで同定するための実験準備に取り掛かっている。
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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
現在までに以下の成果を得ている。
（1）胎仔型ライディッヒ細胞とその前駆細胞集団を分取し、トランクリプトームを得た。その結果、胎仔型ライディッヒ細胞ではエネルギー産生、消費、コレステロール産生、ステロイド産生などの活性が上昇していた。
（2）Ad4BPは前駆細胞集団では発現が低く、胎仔型ライディッヒ細胞では発現が上昇する。Ad4BPの発現上昇がライディッヒ細胞の分化を活性化すると推測された。そこで、ウイルスベクターを用い、前駆細胞集団でAd4BPを強制発現したところ、ライディッヒ細胞への分化が活性化された。転写抑制因子であるCOUP-TFIIのノックダウンではライディッヒ細胞への分化抑制が期待されたが、抑制されなかった。
（3）前駆細胞集団はin vitroの培養系で胎仔型ライディッヒ細胞へ分化するが、全ての細胞が分化するわけではなく、この集団の中に一定数の胎仔型ライディッヒ細胞の
前駆細胞が存在すると考えられた。そこで、この集団の細胞と胎仔型ライディッヒ細胞を、およそ500個を、1細胞シークエンスにて解析した。その結果、この集団には胎仔型ライディッヒ細胞に分化する細胞と分化しない細胞の2種類が混在していることを示唆するデータが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験(1) Ad4BPとCOUP-TFIIの標的遺伝子の同定とその機能解析
前駆細胞と胎仔型ライディッヒ細胞におけるAd4BPの標的遺伝子を明らかにするため、Ad4BP抗体によるChIP-シークエンス解析を行う。この実験では、胎仔精巣から十分量の細胞を回収することが困難であったため、少数細胞で行うことが可能な新たなChILT法の技術移入を行った。ChILT法にてAd4BP、COUP-TFII、ARXの標的サイトを全ゲノムレベルで明らかにする。
実験(2) In vitroの細胞分化系による胎仔型ライディッヒ細胞分化の検討
これまでの研究は、前駆細胞から胎仔型ライディッヒ細胞が分化するにあたり、Ad4BPの発現上昇がエネルギー産生系遺伝子の発現上昇につながることを示唆した。この可能性を調べるため、本年度はCOUP-TFIIの機能を生体において検討する。これまでに研究から胎仔ライディッヒ細胞特異的に遺伝子発現を誘導するエンハンサーを同定しており、このエンハンサーを用い、胎仔ライディッヒ細胞にCOUP-TFIIを発現させる。既に、作製したコンストラクトを用いトランスジェニックマウスを作製しているところである。期待される表現型としは、胎仔ライディッヒ細胞の消失であることから、生殖能を持っていない。10個体前後のトランスジェニックマウスの表現型を調べ、COUP-TFIIが胎仔ライディッヒ細胞の分化に対し抑制的に働くことを確認する。
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[Journal Article] Ad4BP/SF-1 regulates cholesterol synthesis to boost the production of steroids.2018
Author(s)
Takashi Baba, Hiroyuki Otake, Miki Inoue, Tetsuya Sato, Yasuhiro Ishihara, Ju-Yeon Moon, Megumi Tsuchiya, Kanako Miyabayashi, Hidesato Ogawa, Yuichi Shima, Lixiang Wang, Ryuichiro Sato, Takeshi Yamazaki, Mikita Suyama, Masatoshi Nomura, Man-Ho Choi, Yasuyuki Ohkawa, Ken-ichirou Morohashi
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 1
Pages: 18
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] PKA signalling drives zonal conversion within adult adrenocortical lineage in a sexually dimorphic manner2018
Author(s)
Typhanie Dumontet, Isabelle Sahut-Barnola, Amandine Septier, Nathanaelle Montanier, Ingrid Plotton, Florence Roucher-Boulez, Veronique Ducros, Anne-Marie Lefranois-Martinez, Jean-Christophe Pointud, Mohamad Zubair, Ken-ichirou Morohashi, David Breault, Pierre Val, Antoine Martinez
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Journal Title
JCI insight
Volume: 3
Pages: e98394
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lysosomal activity maintains Ad4BP/SF-1 protein stability for proper steroidogenic cell growth2017
Author(s)
Jhih-Siang Syu, Takashi Baba, Jyun-Yan Huang, Hidesato Ogawa, Chi-Han Hsieh, Jin-Xian Hu, Ting-Yu Chen, Tzu-Chien Lin, Ken-Ichirou Morohashi, Bu-Miin Huang, Fu-I Lu, and Chia-Yih Wang
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Journal Title
Scientific Report
Volume: 7
Pages: 240
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Differential lactate and cholesterol synthetic activities in XY and XX Sertoli cells2017
Author(s)
Yurina Shishido, Takashi Baba, Tetsuya Sato, Yuichi Shima, Kanako Miyabayashi, Miki Inoue, Haruhiko Akiyama, Hiroshi Kimura, Yoshiakira Kanai, Yasuhiro Ishihara, Shogo Haraguchi, Akira Miyazaki, Damjana Rozman, Takeshi Yamazaki, Man-Ho Choi, Yasuyuki Ohkawa, Mikita Suyama, Ken-ichirou Morohashi
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Journal Title
Scientific Rep
Volume: 7
Pages: 41012
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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