2015 Fiscal Year Annual Research Report
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24390070
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮園 浩平 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90209908)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 細胞医化学 / ゲノム医化学 / 細胞内シグナル伝達 / 発生医学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) BMPに対して異なる応答性を示す2つの細胞（マウスES細胞と、マウスES細胞をヒトES細胞に類似したプライム状態まで分化させた細胞）の比較を通して、未分化性維持におけるBMPの役割の検討を行った。次世代シークエンサーを用いたRNA-seqによる全トランスクリプトーム解析やChIP-seq法を用いた Smad1、Smad5の結合領域の解析の結果、初期状態ではSmad1/5が転写因子KLF4を介して間接的にゲノムを認識している可能性を見出した。さらにKLF4はBMP-Smad経路を阻害し、KLF4とSmad1が直接結合することを明らかにした。またBMP-Smad経路が強く活性化した細胞を排除するネガティブセレクション系や、CRISPR-Cas9によるゲノム編集法を駆使し、初期状態のマウスES細胞の維持にはSmad経路が必要不可欠ではないことを明らかにした。一方、BMPシグナル阻害分子であるNogginが分化を促進することを確認し、既知の非Smad経路のなかでMEK5-ERK5経路がマウスES細胞の自己複製に重要であることを指摘した。さらに、MEK5-ERK5はKLF2を誘導し、このKLF2がマウスES細胞の自己複製に重要な役割を果たしていることを示した。以上より、BMPがマウスES細胞で未分化性維持する場合、異なるKLF転写因子の異なる作用が重要であることを明らかにした。以上の成果を取りまとめて国際誌に論文発表を行った。
2) 脳腫瘍幹細胞ではBMPシグナルが分化を誘導することがすでに知られている。脳腫瘍幹細胞を用いてDNA microarrayおよびRNA-seqによって，BMP-4により発現変動する遺伝子を網羅的に探索した。その結果、BMP-4の標的遺伝子として転写因子PRRX1を同定し、PRRX1が脳腫瘍幹細胞の未分化性を喪失させること、PRRX1の２つのスプライシングアイソフォームのうちの一つがCD133陽性のがん幹細胞集団を減少させること、このアイソフォームは脳腫瘍幹細胞の腫瘍形成能を抑制することを見出し、PRRX1の脳腫瘍幹細胞分化における役割を明らかにした。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] BMP Sustains Embryonic Stem Cell Self-Renewal through Distinct Functions of Different Kruppel-like Factors2016
Author(s)
Morikawa M, Koinuma D, Mizutani A, Kawasaki N, Holmborn K, Sundqvist A, Tsutsumi S, Watabe T, Aburatani H, Heldin CH, Miyazono K.
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 6
Pages: 64-73
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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