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2018 Fiscal Year Research-status Report

肺発生時の二種類の上皮前駆細胞を制御する細胞ダイナミクスと細胞老化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18K19551
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

中里 雅光  宮崎大学, 医学部, 教授 (10180267)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柳 重久  宮崎大学, 医学部, 助教 (60404422)
坪内 拡伸  宮崎大学, 医学部, 助教 (60573988)
松尾 彩子  宮崎大学, 医学部, 医員 (40776332)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords細胞運命決定
Outline of Annual Research Achievements

発生期における中枢気道と末梢肺組織の上皮前駆細胞内分子の意義を、「細胞ダイナミクスと細胞老化が統制する、幹細胞の運命決定と臓器の形態形成」という独創的な観点から解明し、普遍的な臓器形成プログラムや発生異常に関与する疾患の理解のみならず、生後におこる外界からの損傷からの組織修復・再生機構の理解を飛躍的に前進させ、特発性肺線維症や慢性閉塞性肺疾患等の呼吸器リモデリング疾患やがんの病態解明と、これらの難治性疾患の治療戦略を創出することが本研究の目的である。本年度は、肺上皮細胞特異的Pten欠損マウス、肺上皮細胞特異的Ror2欠損マウス、肺上皮細胞特異的RhoA欠損マウスを作成した。肺上皮細胞特異的Pten欠損マウスは生後21日までに、肺上皮細胞特異的RhoA欠損マウスは生後14日までに全頭死亡した。肺上皮細胞特異的Ror2欠損マウスは胎生致死や生後早期の死亡はみられなかった。肺上皮細胞特異的Pten欠損マウス肺組織では肺胞上皮細胞(TTF1陽性細胞)での細胞増殖停止がみられ、肺胞壁での老化細胞(β-ガラクトシダーゼ活性染色陽性細胞)の増加が見られた。さらに、E18.5での肺上皮細胞特異的Pten欠損マウス肺は肺胞壁へのマクロファージ(F4/80陽性細胞)浸潤とlipoblast(ADRP陽性細胞)と血管内皮細胞(PECAM1陽性細胞)が増加していた。以上のことから、胎生期の肺上皮Pten欠損は、肺上皮細胞での細胞老化と老化関連分泌形質(SASP)を惹起し、間充織の細胞構成を撹乱させることで肺胞形成不全を来し、出生後の死亡を招くことが示唆された。来年度以降、単離肺上皮細胞を用いたRNAシーケンスにより上皮間葉相互作用のトランスクリプトーム解析を行うとともに、老化細胞除去薬によるレスキュー効果を解析する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要にあるように研究計画はほぼ順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

1. 肺胞前駆細胞でのPten/RhoA/Ror2欠損が与える肺胞オルガノイド形成能への影響:E18.5マウス肺を用い、肺胞前駆細胞をFACSでソーティングする。PDGFRα陽性間葉細胞とRhoA/Ror2/Pten各遺伝子欠損肺胞前駆細胞をそれぞれマトリゲル上で共培養する。培養21日後でのコロニー数を測定する。コロニー形成能について、サイズを測定する。AT1マーカー(podoplanin, HopX, AQP5)とAT2マーカー(Sftpc)での二重免疫染色を行い、AT2とAT1への分化能の影響を解析する。
2. 肺胞前駆細胞特異的RhoA/Ror2/Pten欠損によるセクレトーム:レセプトームの変化:E18.5マウス肺を用い、肺胞前駆細胞を単離する。各遺伝子欠損マウスの単離肺胞前駆細胞をRNA sequencingにて網羅的に解析する。
3. 老化細胞除去によるレスキュー効果の解析:肺胞前駆細胞RhoA/Ror2/Pten欠損マウスに細胞老化阻害剤(ダサチニブ+クェルセチン)をE12.5より母胎に連日経口投与し、形態形成と分化に対する回復効果を解析する。
4. 肺発生時の細胞老化と紡錘体形成機構の解析:E18.5マウス肺と実験(2)のE14.5マウス肺を用い、ミトコンドリア形態を電験で、機能を細胞外フラックスアナライザーで、調節分子をPGC-1α/-1β発現で解析する。紡錘体形成能について、単離前駆細胞を用いα-tubulinとγ-tubulinの二重免疫染色で解析する。紡錘体チェックポイント分子動態を定量PCRで、染色体コングレッション制御分子EG5のリン酸化をwestern blottingにて解析する。

Causes of Carryover

PDGFRα陽性細胞標識マウスの動物実験計画書の承認が2019年5月となったため。次年度に次年度使用額を合わせてPDGFRα陽性細胞標識マウスを購入する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Impaired adaptation of energy intake induces severe obesity in aged mice on a high-fat diet2019

    • Author(s)
      Okada Tadashi、Mita Yuichiro、Sakoda Hideyuki、Nakazato Masamitsu
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 7 Pages: e13989~e13989

    • DOI

      10.14814/phy2.13989

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Homeostatic Force of Ghrelin2018

    • Author(s)
      Yanagi Shigehisa、Sato Takahiro、Kangawa Kenji、Nakazato Masamitsu
    • Journal Title

      Cell Metabolism

      Volume: 27 Pages: 786~804

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2018.02.008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Metformin treatment ameliorates diabetes-associated decline in hippocampal neurogenesis and memory via phosphorylation of insulin receptor substrate 12018

    • Author(s)
      Tanokashira Daisuke、Kurata Eiko、Fukuokaya Wataru、Kawabe Kenshiro、Kashiwada Mana、Takeuchi Hideyuki、Nakazato Masamitsu、Taguchi Akiko
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 8 Pages: 1104~1118

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12436

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of AMPK-Regulated CRH Neurons in the PVH is Sufficient and Necessary to Induce Dietary Preference for Carbohydrate over Fat2018

    • Author(s)
      Okamoto S, Sato T, Tateyama M, Kageyama H, Maejima Y, Nakata M, Hirako S, Matsuo T, Kyaw S, Shiuchi T, Toda C, Sedbazar U, Saito K, Asgar NF, Zhang B, Yokota S, Kobayashi K, Foufelle F, Ferre P, Nakazato M, Masuzaki H, Shioda S, Yada T, Kahm BB, Minokoshi Y.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 22 Pages: 706~721

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.11.102

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of peripheral ghrelin signaling via the vagus nerve in ghrelin receptor?restored GHSR-null mice2018

    • Author(s)
      Okada Tadashi、Waise T.M. Zaved、Toshinai Koji、Mita Yuichiro、Sakoda Hideyuki、Nakazato Masamitsu
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 681 Pages: 50~55

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.05.035

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Single cell analyses on vagal nodose ganglion neurons verify functional interaction of feeding-regulatory gut peptides.2019

    • Author(s)
      Nakazato M.
    • Organizer
      Cell Symposia「Single Cells: Technology to Biology」
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Diagnostic Biomarkers of Lung Neuroendocrine Tumors by the Detection of Cancer-Derived Protein Fragments in the Urine Using Original Mass Spectrometric Methods.2019

    • Author(s)
      Nakazato M.
    • Organizer
      16h Annual ENETS Conference
  • [Presentation] 近代の神経内分泌の歴史2018

    • Author(s)
      Nakazato M
    • Organizer
      ICN
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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