The identification of the gene locus applicable to gene recombination technology in Xenopus

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K06814
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 北田 容章 関西医科大学, 医学部, 教授 (80324614)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 遺伝子組換え / 両生類 / 組織再生 / 蛍光蛋白質 / 細胞運命追跡

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、損傷後の自発的に生じる再生現象により構造的かつ機能的な再生を果たす動物である両生類を用い、部位特異的遺伝子組換え手法によるspatiotemporalな遺伝子発現制御を可能とすることを念頭とした、技術開発研究である。再生現象の詳細な解析のためには、再生現象を主導する内在性幹・前駆細胞の細胞運命を追跡することで、その動態を捉える必要がある。この場合、主に遺伝学的な手法によるレポーター遺伝子の導入という手法が用いられ、特に部位特異的遺伝子組換えの手法が頻用される。本研究では、部位特異的遺伝子組換えによるspatiotemporalな遺伝子発現制御として、同染色体内に遺伝子導入が生じない程度の低頻度な外来遺伝子導入を可能とする手法の開発を目的としている。2022年度は本研究にてこれまでに作成した、Cre/loxPシステムによるトランスジェニック個体の繁殖と掛け合わせを行い、F2動物を得た。レポーター動物である神経細胞特異的プロモーター制御下にレポーターとしてmKate2遺伝子を導入しているため、神経細胞及び軸索特異的にmKate2の赤色蛍光を確認しており、かつまたドライバーとして脊髄上衣細胞特異的プロモーター制御下に両端をERT2遺伝子にて挟んだ遺伝子組換え酵素を発現する遺伝子を導入したトランスジェニック動物も得ている。これら数系統ずつのトランスジェニック動物を掛け合わせたダブルトランスジェニック動物を得、タモキシフェンを投与することで脊髄上衣細胞特異的な遺伝子組換えを誘導後、脊髄損傷モデルを作成した。タモキシフェン投与前より存在した神経細胞やその軸索はmKate2による赤色蛍光を呈し、脊髄損傷により脊髄上衣細胞より新たに新生した神経細胞はEGFPによる緑色蛍光を呈した。現在、組換え効率の解析を行っている。

Research Products

• [Journal Article] OLIG2 is an in vivo bookmarking transcription factor in the developing neural tube in mouse (2022)
  • Author(s): Hayashi S, Oe S, Koike T, Seki-Omura R, Nakano Y, Hirahara Y, Tanaka S, Ito T, Yasukochi Y, Higasa K, Kitada M
  • Journal Title: J Neurochem Volume: Online ahead of print Pages: -
  • DOI: 10.1111/jnc.15746
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Establishment of neural stem cell culture from the central nervous system of the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl (2022)
  • Author(s): Seki-Omura R, Hayashi S, Oe S, Koike T, Nakano Y, Hirahara Y, Tanaka S, Kitada M
  • Journal Title: Dev Growth Differ Volume: 64(9) Pages: 494-500
  • DOI: 10.1111/dgd.12820
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sulfatide with ceramide composed of phytosphingosine (t18:0) and 2-hydroxy FAs in renal intercalated cells (2022)
  • Author(s): Nakashima K, Hirahara Y, Koike T, Tanaka S, Gamo K, Oe S, Hayashi S, Seki-Omura R, Nakano Y, Ohe C, Yoshida T, Kataoka Y, Tsuda M, Yamashita T, Honke K, Kitada M
  • Journal Title: J Lipid Res Volume: 63(6) Pages: 100210
  • DOI: 10.1016/j.jlr.2022.100210
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic Polyadenylation Element-Binding Protein 1 Post-transcriptionally Regulates Fragile X Mental Retardation 1 Expression Through 3' Untranslated Region in Central Nervous System Neurons (2022)
  • Author(s): Oe S, Hayashi S, Tanaka S, Koike T, Hirahara Y, Seki-Omura R, Kakizaki R, Sakamoto S, Nakano Y, Noda Y, Yamada H, Kitada M
  • Journal Title: Front Cell Neurosci Volume: 16 Pages: 869398
  • DOI: 10.3389/fncel.2022.869398
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A rare genetic variant in the cleavage site of prepro-orexin is associated with idiopathic hypersomnia (2022)
  • Author(s): Miyagawa T, Tanaka S, 35人省略, Kitada M, Kodama T, Inoue Y, Nishino S, Mishima K, Tokunaga K, Honda M
  • Journal Title: NPJ Genom Med Volume: 7(1) Pages: 29
  • DOI: 10.1038/s41525-022-00298-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入へ向けて (2022)
  • Author(s): 林真一, 関亮平, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 伊藤健, 安河内彦輝, 日笠幸一郎, 北田容章
  • Organizer: 第22回日本再生医療学会総会
• [Presentation] イモリ中枢神経系に由来する幹細胞の培養法の確立 (2022)
  • Author(s): 関亮平, 林真一, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 平原幸恵, 田中進, 北田容章
  • Organizer: 第22回日本再生医療学会総会
• [Presentation] イベリアトゲイモリの神経幹細胞培養法の確立 (2022)
  • Author(s): 関亮平, 林真一, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 平原幸恵, 田中進, 北田容章
  • Organizer: 第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入へ向けて (2022)
  • Author(s): 林真一, 関亮平, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 伊藤健, 安河内彦輝, 日笠幸一郎, 北田容章
  • Organizer: 第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [Presentation] イベリアトゲイモリ中枢神経系由来の神経幹細胞の培養法 (2022)
  • Author(s): 関亮平, 林真一, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 平原幸恵, 田中進, 北田容章
  • Organizer: 両生類研究センターバイオリソース棟落成記念シンポジウム
• [Presentation] マウス脊髄損傷へのイモリ型脊髄再生原理の導入へ向けて (2022)
  • Author(s): 関亮平, 林真一, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 伊藤健, 安河内彦輝, 日笠幸一郎, 北田容章
  • Organizer: 両生類研究センターバイオリソース棟落成記念シンポジウム
• [Presentation] イベリアトゲイモリの神経幹細胞 ～脊髄の完全再生を担う細胞の分化多能性解明を目指して～ (2022)
  • Author(s): 関亮平, 林真一, 大江総一, 小池太郎, 中野洋輔, 平原幸恵, 田中進, 北田容章
  • Organizer: 第3回イベリアトゲイモリ研究会