2018 Fiscal Year Research-status Report
ヒトiPS/ES細胞からの副腎性腺原基の同定とその分化制御機構の解明
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17K09880
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
曽根 正勝 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (40437207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田浦 大輔 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (10558612)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | adrenal cortex / gonad / steroid hormone / iPS cell |
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| Outline of Annual Research Achievements |
副腎皮質ホルモンはヒトの生命の維持に必須のホルモンであり、副腎皮質ホルモン欠乏は緊急治療を要する致死的病態として知られる。一方で、性腺ホルモンは生殖を司るホルモンであり、性分化や生命のリプロダクションに必須のホルモンである。両者は共通のステロイド骨格を持ち、その生合成経路にも共通している部分が多い。転写因子の発現解析などにより、副腎皮質と性腺は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を介して分化すると考えられているが、副腎性腺原基の特性や詳細は明らかになっていない。これまで、我々はヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞から副腎皮質ステロイド産生細胞を誘導するのに成功している。また、ケミカルライブラリーを用いたスクリーニングにより、ドーパミンD1受容体アゴニストがOSR1陽性中間中胚葉細胞におけるステロイド合成酵素3β-hydroxysteroid dehydrogenase(3β-HSD)の発現を上昇させることを見いだし、さらにSF-1導入OSR1陽性細胞において、ACTHとドーパミンD1受容体アゴニストは相乗的にsteroidogenic acute regulatory protein（StAR）、3β-HSD 、cytochrome P450(CYP) 11A1、CYP21A2、CYP11B1、CYP11B2、CYP17の発現を上昇させ、コルチゾール、アルドステロン、DHEAなど副腎皮質ステロイド分泌を促進させることを見いだした。さらに、SF-1導入OSR1陽性細胞は、17β-hydroxysteroid dehydrogenaseも発現し、テストステロン、エストラジオールなどの性腺ステロイドも産生・分泌していた。これらの結果から、これらSF1導入OSR1陽性細胞は、副腎と性腺が細分化する前の、副腎性腺原基に近い細胞であると考えられた。
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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
ヒトiPS細胞由来のOSR1陽性中間中胚葉細胞に転写因子SF-1を導入した細胞には、StAR、3β-HSD、CYP11A1、CYP21A2、CYP11B1、CYP11B2、CYP17のみならず、17β-HSD、アロマターゼの発現も認められた。培養上清中のステロイドホルモンを測定したところ、副腎皮質ホルモンであるコルチゾール、アルドステロン、DHEAと、性腺ホルモンであるテストステロン、エストラジオールのいずれもが分泌されていた。ACTH、ドーパミンD1受容体アゴニストによる刺激は、いずれのホルモンの分泌も促進したが、副腎方向、性腺方向に特異的な分化傾向は認められなかった。そこで、副腎性腺原基の分化に重要な役割を担うと考えられている転写因子LRH-1、DAX-1について、プラスミド、レンチウイルスベクターを作成し、遺伝子導入に最適な条件の検討も行った。また、SF-1の導入についても、これまではエレクトロポレーションで行っていたが、レンチウイルスベクターの作成とそれを用いた導入の条件検討も行った。OSR1陽性細胞に対し、SF-1発現レンチウイルスベクターをMOI 100～500でトランスフェクションしたところ、従来のエレクトロポレーション法と同程度以上にSF-1および各種ステロイド合成酵素が発現することを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
発生学的に副腎皮質細胞、性腺細胞は中間中胚葉から共通の副腎性腺原基を経て分化すると考えられており、SF-1を発現したOSR1陽性細胞が副腎・性腺両方のステロイド産生能を示すのは妥当な結果であると考えられた。今後は、これらの細胞を用い、in vitroで副腎性腺原基から副腎方向、性腺方向に特異的に分化していくメカニズムの解析を行っていく。過去の間葉系幹細胞を用いた研究報告では、ステロイド産生細胞が分泌するステロイドホルモンのプロファイルはその細胞におけるSF-1の発現量と相関していることが示唆されている。そこで、SF-1発現量とステロイドプロファイルを比較することより、SF-1発現とステロイド産生能の関連を解明する。また、同じく転写因子であるLRH-1やDAX-1も副腎性腺分化に重要な役割を担っていると考えられている。DAX-1遺伝子は副腎被膜下に存在する副腎皮質前駆細胞での発現が認められる他、性腺でもその発現が確認されており、副腎・性腺分化および性分化への関与が報告されている。そこで、SF-1導入OSR1陽性細胞において、DAX-1の導入がステロイドプロファイルにどのような影響を与えるかを観察し、副腎性腺原基から副腎・性腺分化におけるDAX-1の意義について解析する。
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| Causes of Carryover |
一部の遺伝子導入実験や遺伝子発現解析の必要物品の納入が翌年4月にかかるため、一部次年度使用額が発生した。使用計画に変更はなし。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Obesity as a Key Factor Underlying Idiopathic Hyperaldosteronism.2018
Author(s)
Ohno Y, Sone M, Inagaki N, Yamasaki T, Ogawa O, Takeda Y, Kurihara I, Umakoshi H, Ichijo T, Katabami T, Wada N, Ogawa Y, Yoshimoto T, Kawashima J, Watanabe M, Matsuda Y, Kobayashi H, Shibata H, Miyauchi S, Kamemura K, Fukuoka T, Yamamoto K, Otsuki M, Suzuki T, Naruse M; JPAS Study Group.
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Journal Title
J Clin Endocrinol Metab.
Volume: 103(12)
Pages: 4456-4464
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Evaluation of quantitative parameters for distinguishing pheochromocytoma from other adrenal tumors.2018
Author(s)
Ohno Y, Sone M, Taura D, Yamasaki T, Kojima K, Honda-Kohmo K, Fukuda Y, Matsuo K, Fujii T, Yasoda A, Ogawa O, Inagaki N.
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Journal Title
Hypertens Res.
Volume: 41(3)
Pages: 165-175
DOI
Peer Reviewed
