膵幹細胞の分化と維持の制御機構

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21390280
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 粂 昭苑 Kumamoto University, 発生医学研究所, 教授 (70347011)
• Keywords: 膵臓 / 肝細胞 / 胚性幹細胞 / 分化誘導 / 増殖

Research Abstract

本研究では、ES/iPS細胞から膵臓系譜への発生途上のモデル細胞、膵臓の体性幹細胞のモデル細胞を基軸とし、正常発生分化・再生過程と常に比較しながら、細胞の内因性プログラムの変化、分化誘導シグナルの同定、幹細胞の自己複製と分化制御機構(「ニッチ」)解明を目指す。
1. 膵臓細胞系譜の分化制御に関与する誘導シグナルの解析
ES細胞の分化誘導の系として支持細胞M15細胞の系を確立している。分化誘導における細胞外基質の関与が考えられ、M15細胞におけるラミニンの発現について解析した結果、M15細胞ではラミニン10(ラミニン511)を高いレベルで発現している。ラミニン10による再構築系、すなわちラミニン10安定発現株を用いて作成した擬似基底膜(sBM)を用いて分化誘導の検討を行ない、sBMが支持細胞の代わりになり得ることが分かった(環境研との共同研究)。さらに、shRNAノックダウン法による解析の結果、ラミニンα5からの細胞外シグナル、細胞側の受容体としてインテグリンβ1、細胞からのヘパラン硫酸プロテオグリカンの細胞外への分泌がES細胞の分化誘導におけるニッチの形成において、重要な働きを示すことが分かった。
2. ES/iPS細胞から膵細胞系譜の分化途上モデル細胞、体性幹細胞モデル細胞の作製と解析
Pdx1/GFP陽性細胞で発現が上昇している遺伝子について膵臓の発生分化過程における発現パターンを解析した。64個の遺伝子について解析した結果、多くの遺伝子が内胚葉で発現し、さらに胎仔膵臓原基で、特徴的な領域で発現していることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Embryonic and adult stem cell systems in mammals : Ontology and regulation" in 'Comparative aspects of Stem cells' (2010)
  • Author(s): Katsumoto, K., Shiraki, N., Miki, R., Kume, S.
  • Journal Title: Develop.Growth Diff 52 Pages: 115-129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of Epiplakin 1 in the developing and adult mouse retina (2010)
  • Author(s): Yoshida, T., Guo, X., Namekata, K., Mitamura, Y., Kume, S., Harada T.
  • Journal Title: Jpn J Ophthalmol 54 Pages: 85-88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differentiation and characterization of embryonic stem cells into three germ layers (2009)
  • Author(s): Shiraki, N., Higuchi, Y., Harada, S., Umeda, K., Isagawa, T., Aburatani, H., Kume, K., Kume, S.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Comm. 381 Pages: 694-699
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of gene expressions of ES-derived Pdx1-expressing cells : Implications of genes involved in pancreas differentiation (2009)
  • Author(s): Yoshida, T., Murata, K., Shiraki, N., Kume, K., Kume, S.
  • Journal Title: Develop.Growth Differ. 51 Pages: 463-472
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Origin of pancreatic precursors and the mechanism of endoderm regionalization in chick embryos (2009)
  • Author(s): Katsumoto, K., Fukuda, K., Kimura, W., Shimamura, K., Yasugi, S., Kume, S.
  • Journal Title: Mech.Dev. 126 Pages: 539-551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Origin of the ventral pancreatic precursors (2009)
  • Author(s): Matsuura, K., Katsumoto, K., Fukuda, K., Kume, K., Kume, S.
  • Journal Title: Mech.Dev. Pages: 817-827
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 人工基底膜を用いたES細胞から肝細胞への分化誘導 (2010)
  • Author(s): 白木伸明, 樋口裕一郎, 山添太士, 曾勤, 持立克身, 小林直哉, 粂和彦, 粂昭苑
  • Organizer: 第9回日本再生医療学会総会 シンポジウム「肝移植・再生」
  • Place of Presentation: 広島国際会議場(広島市)
  • Year and Date: 2010-03-19
• [Presentation] 幹細胞を用いた消化器官細胞への分化誘導 (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: 第15回大阪大学医療組織工学フォーラム
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪市)
  • Year and Date: 2009-12-01
• [Presentation] 幹細胞を用いた消化器官の発生再生研究 (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: 第33回阿蘇シンポジウム
  • Place of Presentation: 阿蘇リゾートグランヴィリオホテル(阿蘇市)
  • Year and Date: 2009-08-01
• [Presentation] Differentiation of ES cells into pancreatic and hepatic cells (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: ISREC seminar
  • Place of Presentation: Swiss Institute for Experimental Cancer Research(ローザンヌ、スイス連邦)
  • Year and Date: 2009-07-14
• [Presentation] Novel differentiation procedures of the mouse ES or iPS cells into pancreatic cell lineages (2009)
  • Author(s): Yuichiro Higuchi, Keitaro Yamane, Nobuaki Shiraki, Zeng Qin, Katsumi Mochitate, Kazuhiko Kume, Shoen Kume
  • Organizer: 7^<th> ISSCR Annual Meeting
  • Place of Presentation: Centtre Convencion Internacional(バルセロナ、スペイン王国)
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] Efficient differentiation of mouse and human ES cells into hepatic cells using feeder free basement membrane substratum in vitro (2009)
  • Author(s): Nobuaki Shiraki, Zeng Qin, Katsumi Mochitate, Yuichiro Higuchi, Kahoko Umeda, Kazuhiko Kume, Shoen Kume
  • Organizer: 7^<th> ISSCR Annual Meeting
  • Place of Presentation: Centtre Convencion Internacional(バルセロナ、スペイン王国)
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] ES・iPS細胞から消化器官細胞への分化誘導研究 (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: 第49回先天異常学会
  • Place of Presentation: 鹿児島市民文化ホール(鹿児島市)
  • Year and Date: 2009-06-25
• [Presentation] ES・iPS細胞から消化器官細胞への分化誘導研究 (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: 第83回医工学フォーラム
  • Place of Presentation: 京都大学再生医科学研究所(京都市)
  • Year and Date: 2009-05-29
• [Presentation] 幹細胞を用いた消化器官の再生医学研究 (2009)
  • Author(s): 粂昭苑
  • Organizer: 第112回日本小児科学会学術集会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館(奈良市)
  • Year and Date: 2009-04-17
• [Remarks]
  • URL: http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/divisions/stem_cell_biology/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞の分化誘導 (2009)
  • Inventor(s): 粂昭苑, 白木伸明, 樋口裕一郎, 梅田香穂子, 粂和彦, 山根恵太郎, 持立克身
  • Industrial Property Rights Holder: 熊本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-136520
  • Filing Date: 2009-06-10
• [Patent(Industrial Property Rights)] 内胚葉細胞、腸管細胞膵細胞の検出方法 (2009)
  • Inventor(s): 粂昭苑, 原田聖子, 白木伸明, 粂和彦
  • Industrial Property Rights Holder: 熊本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-225758
  • Filing Date: 2009-06-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞の分化誘導方法 (2009)
  • Inventor(s): 粂昭苑, 白木伸明, 粂和彦
  • Industrial Property Rights Holder: 熊本大学
  • Industrial Property Number: 特許、特願2009-254336
  • Filing Date: 2009-11-05