2017 Fiscal Year Annual Research Report
Regulatory mechanism of gastric differentiation from gastric stem cells
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17H05081
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
早河 翼 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60777655)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 胃上皮幹細胞 / 腸上皮化生 / 遺伝子発現解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス胃上皮細胞の遺伝子プロファイリングを行うため、FACSにて選択的に抽出した以下の各細胞群のRNAseqまたはMicroarrayを施行した。Mist1陽性前庭部幹細胞、Lgr5陽性前庭部幹細胞、CXCR4陽性前庭部幹細胞、Dclk1陽性Tuft細胞、Atp4b陽性壁細胞。また、オンラインデータベースから入手したLgr5陽性体部主細胞の遺伝子プロファイリングを解析した。それぞれの分画に特徴的な遺伝子発現パターンを呈しており、分化シグナルとの関連を探索中である。中でもNotchシグナルは壁細胞分化に重要な可能性がNotch強制発現マウスモデルの結果から示唆され、現在追加検討中である。Single cell RNAseqについては技術的な困難性があり、海外共同研究者と協力して進めている。CXCR4シグナルは前庭部幹細胞の機能を制御しており、発癌を促進する作用があることを国際科学誌に報告した。その分子メカニズムを現在検討中である。
また腸上皮化生の発生を制御する遺伝子群を同定するため、下記腸上皮化生マウスモデルのRNAseqを施行した。高用量タモキシフェン投与モデル、変異型Kras発現モデル、ヘリコバクター感染モデル、PTENノックアウトモデル。いずれのマウスモデルも特徴的な病理像を呈する腸上皮化生モデルであるが、その遺伝子発現パターンはそれぞれ相当程度異なっていた。病理変化と遺伝子変化の相関関係について探索中である。
上記のうち高用量タモキシフェン投与モデルについては、主細胞のオートファジーを介した細胞死が契機となり、代償性のNeck cell過形成が化生性変化の病態であることが判明し、結果の一部を国際科学誌に報告した。
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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
本科研費で購入させていただいた蛍光顕微鏡は極めて良好に作動しており、マウス切片および培養オルガノイドを用いた解析に非常に役立っている。保有しているマウスはFACSや系譜追跡に必要な蛍光タンパクを良好に発現しており、細胞集団別の遺伝子発現プロファイリングが施行できている。Single cell RNAseqは共同研究者とともに進められている。正常分化にNotchシグナルが重要な役割を果たすことが示唆されており、Notch強制発現マウスを用いてin vivoでの解析が進んでいる。CXCR4受容体が前庭部幹細胞領域に特異的に発現していることを発見し、発癌過程においてこの細胞群が増殖・進展を起こすことが分かった。CXCR4陽性幹細胞の遺伝子プロファイリングも施行済みである。CXCR4阻害剤によって発癌を抑制できることも分かった。これらの成果の一部は国際科学誌に投稿し掲載された。腸上皮化生モデルは複数の種類が存在するため、当初検討していた変異型Krasモデルのみならず多くのモデルの遺伝子発現解析を行い、有望な解析結果を得ている。高用量タモキシフェンモデルにおいてはこのモデルにおける腸上皮化生発生のメカニズムがほぼ判明し、一部を国際科学誌に掲載した他、現在追加検討とさらなる論文作成を行なっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた遺伝子プロファイリングの解析をすすめ、幹細胞機能制御とその分化を制御する遺伝子群・シグナル伝達経路の同定に務める。
候補分子の遺伝子改変、標的薬の使用によって、マウスモデルでそのフェノタイプを確認する。
腸上皮化生の発生メカニズムを幹細胞・分化制御の観点から明らかにし、新規治療標的を探索する。
上記目標を達成するため、必要に応じて新規マウスの作成・交配を行なっていく。
In vitroオルガノイド培養系も良好に機能しており、蛍光レポーターを組み入れたオルガノイドを用いて幹細胞・分化制御に重要な薬剤をin vitroでスクリーニングしていく。
幹細胞はCXCR4、CHRM3など間質からの放出因子の受容体を多く発現しており、上皮間質相互作用の観点からも幹細胞・分化への影響を検討していく。
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[Journal Article] Distinct chemopreventive effects of aspirin in diffuse and intestinal-type gastric cancer.2018
Author(s)
Niikura R, Hayakawa Y, Hirata Y, Konishi M, Suzuki N, Ihara S, Yamada A, Ushiku T, Fujishiro M, Fukayama M, Koike K.
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Journal Title
Cancer Prev Res (Phila)
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mature gastric chief cells are not required for the development of metaplasia.2018
Author(s)
Kinoshita H, Hayakawa Y, Niu Z, Konishi M, Hata M, Tsuboi M, Hayata Y, Hikiba Y, Ihara S, Nakagawa H, Hirata Y, Wang TC, Koike K.
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Journal Title
Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol.
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] CXCR4-expressing Mist1+ progenitors in the gastric antrum contribute to gastric cancer development.2017
Author(s)
Sakitani K, Hayakawa Y, Deng H, Ariyama H, Kinoshita H, Konishi M, Ono S, Suzuki N, Ihara S, Niu Z, Kim W, Tanaka T, Liu H, Chen X, Tailor Y, Fox JG, Konieczny SF, Onodera H, Sepulveda AR, Asfaha S, Hirata Y, Worthley DL, Koike K, Wang TC.
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Journal Title
Oncotarget.
Volume: Nov 10;8(67)
Pages: 111012
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A Summary of the 2016 James W. Freston Conference of the American Gastroenterological Association: Intestinal Metaplasia in the Esophagus and Stomach: Origins, Differences, Similarities and Significance.2017
Author(s)
Spechler SJ, Merchant JL, Wang TC, Chandrasoma P, Fox JG, Genta RM, Goldenring JR, Hayakawa Y, Kuipers EJ, Lund PK, McKeon F, Mills JC, Odze RD, Peek RM Jr., Pham T, Que J, Rustgi AK, Shaheen NJ, Shivdasani RA, Souza RF, Storz P, Todisco A, Wang DH, Wright NA.
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Journal Title
Gastroenterology.
Volume: Jul;153(1)
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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