2018 Fiscal Year Research-status Report
ヒト眼発生モデルSEAMを用いた角膜上皮発生機構の解明
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17K11480
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林 竜平 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (70535278)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 角膜 / 多能性幹細胞 / 眼発生 / 分化 / ラミニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的としては、ヒト多能性幹細胞を用いて角膜をはじめとする眼組織の発生機構を解明することを目的としている。本年度においては、我々の開発した眼組織誘導技術（SEAM法）を用いて、眼発生に対する①各種阻害剤等および、②ECMの影響について詳細に検討を行った。①については、特にBMPやTGFBシグナル阻害によってSEAM形成と角膜上皮原基発生が阻害されることが明らかとなった。その他のシグナル伝達の関与を明らかにするために、さらに低分子化合物、サイトカイン添加の影響についてp63遺伝子ノックインiPS細胞を用いた検討を行った。その結果、Factor-X阻害剤を添加することでp63+/PAX6+の角膜上皮原基が消失することが示された。現在、BMPシグナルおよびこのシグナル伝達が実際の眼発生にどのように寄与しているのかについて詳細な検討を行っている。②ECMに関しては、昨年度までに、ラミニン511-E8断片が細胞足場として、眼発生・角膜原基発生に重要であることを確認し、さらにラミニン332-E8断片は角膜上皮原基発生を促進することを明らかにした。これらは角膜上皮が発生期において足場として利用している基底膜ラミニンであったことから、天然の足場は正常な眼発生に重要であることが示唆された。本年度においては、さらにin vitro眼発生の際に形成する同心円状の帯状領域（＝SEAM)形成メカニズムについて検討を行った。解析の結果、ラミニン511上においては、同一コロニー内において、中央部の神経外胚葉分化と周辺部の表面外胚葉分化の2方性分化が起きており、このことが初期SEAM形成の重要なイベントであることが明らかとなった。さらにこれらの分化が、コロニー内物理的圧力の偏りにより生じる転写共役因子のYAPタンパク質の局在変化により生じている可能性が示唆された。これらの結果について、論文発表(Shibata S, Hayashi R et al. Cell Rep. 2018)およびプレスリリースを行った。
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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
計画通りに、①液性因子、②ECMによる眼組織・角膜上皮発生への影響について調べることが出来た。特②に関しては論文発表およびプレス発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度もほぼ計画通り研究を推進することが出来た。来年度においては特に①の液性因子と角膜原基発生について研究を進め、論文化を目指す。
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[Journal Article] elective Laminin-Directed Differentiation of Human Induced Pluripotent Stem Cells into Distinct Ocular Lineages.2018
Author(s)
Shibata S, Hayashi R*, Okubo T, Kudo Y, Katayama T, Ishikawa Y, Toga J, Yagi E, Honma Y, Quantock AJ, Skiguchi K and Nishida K.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 6;25(6)
Pages: 1668-1679
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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