2015 Fiscal Year Annual Research Report
Analyses of the onset of embryonic blood circulation as multi-step processes
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25291051
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
瀬原 淳子 京都大学, 再生医科学研究所, 教授 (60209038)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ADAMプロテアーゼ / 血管形成 / 血液循環 / 造血 / ゼブラフィッシュ / ライブイメージング / 再生 / インテグリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの脈管形成モデルでは、側板中胚葉から体軸中央での脈管形成に至るまで、常に血管内皮細胞に隣り合っている赤芽球の関与については不明である。側板中胚葉に含まれる赤芽球と血管内皮細胞の前駆細胞は、互いに隣接して体軸中央へと移動する。その後、互いを足場とした細胞移動により脈管構造を構築し、赤芽球の血管内侵入を経て血液循環を開始する（Iida et al., Curr Biol, 2010）。このことから、発生における血液循環系の構築において、循環前には赤芽球と血管内皮は接着していることが見出された。しかし、その接着因子は不明であり、赤芽球と血管内皮の接着は脈管形成に対する意義はほとんど分かっていない。
そこで本研究では、そのような赤芽球－血管内皮間接着因子、増殖因子、およびプロテアーゼの役割に着目した。接着因子として、フィブロネクチンのレセプターであるインテグリンα4が赤芽球に特異的に発現しており、それとヘテロダイマーを形成するインテグリンβ１は、赤芽球・血管両方で発現していた。そこで、標的細胞特異的にインテグリンの機能を阻害する方法として、赤芽球特異的なGal4発現系統（gata1:gal4）と、UAS制御下でインテグリンβ1のドミナントネガティブを発現する系統（UAS: integrin-DN）をそれぞれ作成した。樹立された系統を掛け合わせ、インテグリンβ１が脳血管形成に関与することを見出した。
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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
発生初期の血管形成について『可視化』と『ライブイメージング』ができること, さらに、 CRISPR-Cas9技術を用いて、細胞の挙動・分子メカニズムに迫れることがゼブラフィッシュの大きな利点である。本研究ではこの利点を生かし、赤芽球-血管内皮細胞というこれまで発生生物学研究ではほとんど注目されることのなかった、新しい細胞間相互作用の意義を明らかにすることができた。特に、ライブイメージングを駆使することにより、インテグリンβ１変異体において、脳血管形成に異常が生じることを見出したこと、インテグリンα4欠損フィッシュ、ADAM12欠損フィッシュの作成に成功し、後者に関してはからだの成長に関わる事を証明することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
インテグリンβ１ノックアウトフィッュを用いて、脳血管形成機構とインテグリンβ１欠損による影響を調べる。今後、それに加えて作成したインテグリンα4欠損フィッシュのを用いて、インテグリンα４β１の血管形成における役割を調べ、血管形成における赤芽球の役割を解明したい。
一方、血管・血球相互作用におけるプロテアーゼの役割に関しても、ゼブラフィッシュ胚を用いた増殖因子の切断制御やマウス筋再生におけるADAMプロテアーゼの役割に関して引き続き研究中であり、今後はその成果をまとめて論文として公表したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
研究申請当初、遺伝子の効果を検証するためにアンチセンスモルフォリーノを用いた評価を計画していたが、実験技術の進歩により、遺伝子欠損ゼブラフィッシュの作成が可能になった。そこで、その実験を追加して行ってきたが、その遺伝学的な解析に時間がかかることから、研究期間を延長した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究で見出した血管形成に関わる新しい遺伝子の役割・機能を、
その欠損マウスを作成して調べるとともに、ライブイメージングを駆使して、調べる。２０１７年３月までに研究を取り纏め、投稿・論文発表する。
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Research Products
(18 results)
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[Presentation] What can we learn by exploring the interstitial space of skeletal muscle during development and regeneration?2015
Author(s)
Sato F, Nishimura D, Hori S, Arai H, Hiramuki Y, Sogabe M, Kuriki M, Choi M, Wang Z, Kawahara A, Kawakami K, Sehara-Fujisawa A
Organizer
48th Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
Place of Presentation
つくば市
Year and Date
2015-06-05 – 2015-06-05
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