Clarification of the regulation system of cellular dynamics and senescence during lung development

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K19551
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: Nakazato Masamitsu 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: 細胞老化 / 細胞運命決定 / 肺発生 / 細胞骨格

Outline of Final Research Achievements

We inestigate the role of Pten, RhoA, and Ror2 in lung epithelium during the lung development. Lung-epithelial cell specific-Pten knockout mice and RhoA knockout mice died within postneonatal day 21 and day 14, respectively. Dysregulated alveolization of lung-epithelial cell specific-Pten knockout mice was attributed to flattening failure of alveolar type I cells. Population RNA-sequencing of isolated embryonic 18.5 lung epithelial cells demonstrated that increased expressions of dNTP metabolic process-related genes in Pten knockout mice. These data suggest that epithelial Pten plays a vital role in the mechanisms of alveolization by regulating dNTP-metabolism mediated cellular senescence.

Free Research Field

呼吸器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、多様な呼吸器リモデリング疾患やがんの病態解明と治療薬開発に繋がる極めて意義深い研究課題である。特に、老化に伴う細胞生物学的特徴の一つである細胞老化が、臓器形成と細胞分化を制御するというアイデアは斬新な発想であり、現在の学術体系の方向性を大きく転換する潜在力がある。本研究で標的とした細胞特性と制御分子の重要性と普遍性を検証する。形態形成不全と細胞分化不全の解析は、先天性心疾患などの臓器形成異常や肝硬変などの後天的な臓器リモデリング疾患の病態解明と治療法創出への発展が期待され、現代医療に計り知れない福音をもたらす可能性がある。