2014 Fiscal Year Research-status Report
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24570233
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川上 厚志 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (00221896)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / 再生 / 細胞系譜 / トランスジェニック / Fgfシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有尾両生類や魚類では多種多様の組織が生涯にわたって再形成可能である。このような組織再生は、生物が環境に応じて多細胞体を維持しようとする普遍的なメカニズムに基づいていると考えられる。再生の分子過程を理解するために、本研究では再生の開始・進行に関わるシグナルメカニズムの解析と、再生ニッチにおいて形成される多様な細胞コンパートメントの機能を解明することを目標とした。
再生組織におけるFgfシグナルの作用点の解明については、fgf20a トランスジェニック（Tg）とドミナントネガティブFGFレセプターTgを用いた解析から、Fgfシグナルの上皮と間充織における2段階の作用を明らかにすることができた。これに関して論文にまとめ投稿を行ったが、幾つかの改訂を示唆され、さらに追加実験を進めている。
細胞系譜の解析に関しては、Cre-loxPを用いたmmp9とfn1b発現再生細胞の系譜の解明に成功し、これらの再生細胞を永続的に蛍光でラベルし、子孫細胞の追跡，再生時と非再生時の間の細胞サイクリング解析を行った。また、このようにラベルされた分化組織から再び再生を行わせ、再生細胞の起源や細胞サイクルについても明らかにした。その結果、鰭条骨を再生する骨幹細胞の存在や期限について解明できた他、上皮の再生は主に基底細胞の再生を通じて行われていることなどを明らかにできた。
さらに、変異体から明らかになってきた再生細胞の生存メカニズムに関して、造血細胞由来の細胞生存因子の存在を示すことに成功し、論文をDevelopmental Biology誌に掲載した。この因子の同定へ向けた研究では、トランスクリプトーム解析から変異体では過度の炎症反応が起こっていることを突き止め、さらにグルココルチコイドシグナルによる抑制によって細胞死をレスキュー出来る事を明らかにできた。
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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
再生組織におけるFgfシグナルの作用点について研究から、Fgf20および10シグナルの2段階の作用機構を明らかにして論文を投稿したが、トランスジェニックを用いた実験など交配に時間のかかる追加実験の必要が生じ、それらの実験を進めている。
また、細胞系譜および細胞機能の解析に関して、Cre-loxPを用いた細胞のラベルの際、幾つかの遺伝子についてはCre-loxP組み換えが十分でないことがわかり、新たな高効率の組み換え法の開発を並行して進めているため、多少の遅れが生じている。
さらに、私達の同定した再生細胞生存因子は生化学的な解析では、様々な検討を行ったが、実体解明が困難であった。しかし、トランスクリプトーム解析から、過度の炎症応答が起こっている事が示唆され、炎症性サイトカインの関与とグルココルチコイドシグナルによる抑制効果を発見したことで、期待以上の進展があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の進捗状況に基づき、今後、以下のように研究を進める。
（1）再生におけるFgfシグナル、特にFgf20aおよびFgf10aの作用について、現在行っているゲインオブファンクション解析を進め、再生におけるFgfシグナルの細胞作用メカニズムの解明を行う。
（2）Cre-loxPシステムの改良とトランスジェニックの作製： Cre組み換えの改良法を検討し、これまでに組み換えがうまくいっていない遺伝子のトランスジェニックの作製、解析を進める。これらに必要な新たなドライバーラインの開発も進め、再生細胞の系譜の解析、幹細胞の関与の解明、細胞機能のアブレーションに夜解析などを進める。
（3）再生細胞生存メカニズムの解明： 私達の同定した再生細胞生存因子は生化学的な解析では実体解明が困難であった。しかし、トランスクリプトーム解析から、過度のサイトカインIL1bとグルココルチコイドシグナルが関係していることがわかってきたので、今後、これらのシグナルや上流の再生シグナルとの相互作用について解析を進める。
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| Causes of Carryover |
再生組織におけるFgfシグナルの作用点についての研究で、研究成果を元に論文を投稿したが、トランスジェニックを用いた実験など、生物を交配して材料を準備するのに時間のかかる追加実験の必要が生じ、それらの実験を進めている。
また、細胞系譜および細胞機能の解析に関して、Cre-loxPを用いた細胞のラベルの際、幾つかの遺伝子についてはCre-loxP組み換えが十分でないことがわかり、新たな高効率の組み換え法の開発を並行して進めているため、多少の遅れが生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
Ｈ２７年度前半までに、追加データの取得、解析を行う予定である。このためのFgf10などタンパク標品、解析のための試薬購入や、関連のトランスジェニックの海外等からの入手などに使用する。また、論文再投稿の際の､英文校正費用にも使用する。
さらに、新たなCre-loxPを用いた高効率の組み換え法の開発のためのベクター作製、トランスジェニック作製、交配等の実験消耗品にも使用する。
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