2020 Fiscal Year Research-status Report
消化管上皮の領域特異的な発生と分化を制御する分子基盤の解明
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19K08452
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
森 健太郎 金沢医科大学, 医学部, 助教 (50397296)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒岡 尚徳 相模女子大学, 栄養科学部, 教授 (00293879)
中村 ハルミ 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 研究所 ゲノム病理ユニット ユニット長 (80164325)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 転写因子 / 発生分化 / 腸上皮化生 / がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
消化管内腔を覆う上皮は組織特異的な細胞で構成され、体内外の隔絶と消化吸収という生体維持に必須の役割を果たしている。消化管上皮は内胚葉に由来し、前後軸に沿った領域特異性の獲得とそれに引き続く細胞分化により進行する。そうした内胚葉の特異性の獲得後の細胞分化過程では、他の消化管領域の上皮への分化阻害が重要であることが判明している。本研究では消化管上皮細胞の発生分化過程における分化阻害機構において中心的な役割を担う転写調節因子Id2およびその制御標的因子Irx3/5に着目し、その発現調節メカニズム及び機能解析により領域化形成の統合的な分子基盤を解明することを目的とした。また、研究代表者らが見出した上皮形成過程における分化阻害機構がヒト異所性上皮形成において作用しているかを検討するため、ヒト腸上皮化生病理検体を用いた発現解析を実施した。
Id2欠損マウス胎児中腸内胚葉ではIrx3/5が異所性高発現しており(Mori, et al., MCB 1018)、Id2はこれらの遺伝子発現を負に制御していることが想定されたが、内胚葉におけるIrx3/5の発現制御に関しては明らかになっていない。Id2欠損マウス胎児中腸内胚葉におけるクロマチン構造からその制御領域の同定を行うため、セルソーターによる胎仔マウス中腸からの高純度な内胚葉分離条件の確立を試み、それに成功した。また、ヒト腸上皮化生におけるId2およびId2制御標的因子の発現解析を実施し、これまで不明であった化生の形成における新たな知見を見出した。
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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１）Id2欠損マウス中腸と野生型マウス中腸より、セルソーターを用いて内胚葉の分離条件を確立した。Id2欠損マウス飼育規模が他の研究計画のために限定されていることもあり、本研究計画用のマウスの調整は当初やや遅れたが、現在は予定通りに準備できている。次年度は計画通り胎児中腸より分取した内胚葉を用いてATAC-Seqによるオープンクロマチン領域の解析を実施できる状況である。
（計画２）昨年度までにIrx3/5の抑制性転写調節に関わる構造的解析を行い、Irx因子の転写抑制に関与するドメインを同定したが、今年度はそれを介した抑制メカニズムの詳細を明らかにするため、共免疫沈降法による結合因子の同定を行った。
（計画３）ヒト腸上皮化生におけるId2および制御標的遺伝子の解析を行った結果、化生病変における遺伝子発現に関して新たな知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
（計画１）については研究期間全体において最も時間と労力を必要としたが、概ね予定通り進行しており、次年度はようやくデータ解析段階に移行できる見込みである。（計画２）に関してはIrx3/5の転写抑制機能に着目した分子生物学的なアプローチを進めることで、前腸内胚葉からの胃上皮形成における分子メカニズムをより詳細に明らかにできることが期待される。（計画３）ではヒト病理組織を用いた解析を進めた結果、世界に先駆けて化生の発症の新たな分子基盤を見出した。本研究成果は胃がん発症メカニズムの解明において、新しい切り口を与えるものと考えられる。
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| Causes of Carryover |
実験計画2の一部変更のため、次年度に行うことになった実験のための費用の必要が生じた。具体的な内訳として、IRX5標的遺伝子に対するChIPアッセイに使用するオリゴDNAの必要分（24本）の受託合成にかかる金額分を次年度分として計上した。
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