Mechanism of differentiation of fetal Leydig cells by active and suppressive types of nuclear receptors

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05142
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 諸橋 憲一郎 九州大学, 医学研究院, 主幹教授 (30183114)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 胎仔精巣 / ライディッヒ細胞 / Ad4BP / ステロイド / 代謝

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した。一方、エネルギー代謝を抑制する転写因子COUP-TFIIは胎仔型ライディッヒ前駆細胞に発現する。そこで、Ad4BPとCOUP-TFIIに着目し、胎仔型ライディッヒ細胞の分化機構を明らかにする。当初ChIP-seqによってCOUP-TFIIの標的遺伝子を同定する予定であった。胎仔精巣から得られるライディッヒ細胞が少数であることから、少数細胞に適応可能なChIP-seqを導入したが、バックグラウンドが高く、この方法では信頼できる結果を得ることができなかった。現在、新たに開発されたCTU&RUN法を導入し、予備実験を行なっている。培養細胞を用いたChIP-seqからは、Ad4BPが解糖系に加え、コレステロール合成系遺伝子の制御を行なっているとの結果を得た。一方、精巣再構築系では胎仔型ライディッヒ前駆細胞をライディッヒ細胞へと分化するが、この細胞集団の全ての細胞がライディッヒ細胞へ分化する訳ではない。つまりこの集団は前駆細胞が含むヘテロな細胞種から構成されていると推測された。そこで、この細胞集団の約400個の細胞より1細胞トランスクリプトームを取得し、前駆細胞と思われる細胞集団の特定、ならびにその細胞集団に発現する遺伝子を得ることができた。この遺伝子の機能には不明の点が多いが、この遺伝子をノックダウンするとライディッヒ細胞への分化が抑制される。現在、この遺伝子がライディッヒ細胞の分化を活性化するヘッジホックシグナルの下流に位置する結果を得ており、この遺伝子の機能に着目しつつ、胎仔型ライディッヒ細胞の理解に向け研究を継続している。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] KIST(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: KIST
• [Journal Article] Mouse polycomb group gene Cbx2 promotes osteoblastic but suppresses adipogenic differentiation in postnatal long bones (2019)
  • Author(s): Yuko Katoh-Fukui, Takashi Baba, Tetsuya Sato, Hiroyuki Otake, Yuko Nagakui-Noguchi, Miyuki Shindo, Mikita Suyama, Yasuyuki Ohkawa, Hideki Tsumura, Ken-ichirou Morohashi, Maki Fukami
  • Journal Title: Bone Volume: 120 Pages: 219-231
  • DOI: 10.1016/j.bone.2018.10.021 2018
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Three population of adult Leydig cells in mouse testes revealed by a novel mouse HSD3B1-specific rat monoclonal antibody (2019)
  • Author(s): Chikako Yokoyama, Yuta Chigi, Takashi Baba, Atsushi Ohshitanai, Yumi Harada, Fumiya Takahashi, Ken-ichirou Morohashi
  • Journal Title: BBRC Volume: 511 Pages: 916-920
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2019.02.100
  • Peer Reviewed
• [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
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 1 Pages: 18
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0020-z, 2018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PKA signalling drives zonal conversion within adult adrenocortical lineage in a sexually dimorphic manner (2018)
  • 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
  • Journal Title: JCI insight Volume: 3 Pages: e98394
  • DOI: doi:10.1172/jci.insight.98394
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Recent progress in understanding the mechanisms of Leydig cell differentiation (2018)
  • Author(s): Miki Inoue, Takashi Baba, and Ken-ichirou Morohashi
  • Journal Title: Mol Cell Endocrinol Volume: 468 Pages: 39-46
  • DOI: http://doi.prg/10.1016/j.mce.2017.12.013
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Ad4BP/SF-1 more than a regulator of adrenal steroids (2019)
  • Author(s): Ken Morohashi, Miki Inoue, Takashi Baba
  • Organizer: 34th Joint Annual Conference of Biomedical Sciences
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Ad4BP/SF-1 more than a regulator of adrenal steroids (2018)
  • Author(s): Ken Morohashi
  • Organizer: 18th International Congress of Endocrinology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Orchestration of housekeeping and cell-specific metabolisms in steroidogenic cells by a transcription factor Ad4BP/SF-1 (2018)
  • Author(s): Ken Morohashi
  • Organizer: The 18th Japan-Italy Symposium The front line of research into gender science
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ORCHESTRATION OF HOUSEKEEPING AND CELL-SPECIFIC METABOLISM FOR STEROID HORMONE SYNTHESIS BY A SINGLE TRANSCRIPTION FACTOR, Ad4BP/SF-1. (2018)
  • Author(s): Takashi Baba, Hiroyuki Otake, Miki Inoue, Kanako Miyabayashi, Yuichi Shima, Tetsuya Sato, Yasuyuki Ohkawa, Mikita Suyama, Ken-ichirou Morohashi.
  • Organizer: 8th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ad4BP/SF-1 regulates differentiation and metabolic activation in fetal Leydig cells (2018)
  • Author(s): Miki Inoue, Takashi Baba, Ken-ichirou Morohashi
  • Organizer: 8th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
  • Int'l Joint Research
• [Remarks]
  • URL: www.med.kyushu-u.ac.jp/seisaseibutu