2013 Fiscal Year Research-status Report
新しい手法による新規内皮特異的遺伝子の心血管発生における意義の解析
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25670492
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
中川 修 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (40283593)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂部 正英 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (00525983)
林 寿来 愛知医科大学, 医学部, 講師 (30533715)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 循環器系 / 血管 / 心臓 / 発生分化 / 形態形成 |
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| Research Abstract |
心血管系の発生・分化・形態形成の制御機構の解析は、生物学の中心課題であるだけでなく、先天性心血管奇形・遺伝性血管病を含む、様々なヒト疾患の病因解明に必須の研究テーマである。本研究はBMP-ALK1シグナル伝達系による発生・形態形成制御機構を、私たち自身が報告した新規下流分子TMEM100に焦点を当てて解析するものである。私たちはTMEM100の遺伝子発現がBMP9/BMP10刺激によるALK1受容体シグナルの活性化により著明な亢進を示すことを明らかにした。そのTMEM100発現調節メカニズムにはSMAD転写因子の活性化が必須であり、染色体高次構造の変化を伴うエピゲノム遺伝子発現制御機構に働く複数の分子も重要な役割を有することが明らかになった。一方、TMEM100と協調して働く複合体パートナー分子の同定も試み、これまでに細胞内の分子輸送に関連するタンパクとの複合体形成を示唆する結果を得た。また、TMEM100発現トランスジェニックマウスの系統樹立において、トランスジェニックマウスの正常な発育にはTMEM100の発現部位や発現レベルを精密にコントロールすることが必要と考えられ、誘導型Cre酵素発現によってTMEM100発現を制御するトランスジェニックマウス系統の樹立を目指して実験を進めている。これらの研究は、これまで注目されていなかったTMEM100の発現調節、分子機能、心血管発生・形態形成における意義について明らかにしようとする試みである。
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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
これまでにALK1受容体シグナルの活性化によるTMEM100遺伝子発現の著明な亢進においてSMAD転写因子の活性化が必須であり、染色体高次構造の変化を伴うエピゲノム遺伝子発現制御機構に働く複数の分子も重要な役割を有することを明らかにした。一方、TMEM100と細胞内分子輸送に関連するタンパクが複合体を形成して働く可能性を示唆する結果を得た。また、誘導型TMEM100発現トランスジェニックマウスの系統樹立のための実験は現在も進行中であるが、新年度に結果が得られると考えている。これらより、本研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、新しい血管内皮分子TMEM100の心血管発生・形態形成における発現制御機構、機能メカニズム、BMP-ALK1シグナル伝達系における生理的意義について、多方面から解析しようとするものである。発現制御機構に関しては、培養内皮細胞を用いた解析を中心に研究を進める。分子機能メカニズムについては、複合体パートナー解析に加え、ノックアウトマウス表現型から示唆される内皮細胞機能に対する機能も解析してゆきたい。TMEM100トランスジェニックマウスの作成は現在も進行中であるが、TMEM100発現が心血管形態形成異常を惹起しないよう、その発現を誘導型Cre酵素発現によってコントロールする系統を樹立することを目指したい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
第一年度の実験計画のうち、トランスジェニックマウス系統の樹立は既に行なっているが、いまだ良好なマウス系統を得て、繁殖後、解析用の実験に供する段階には至っておらず、そのため一部の生化学・分子生物学的解析などが次年度に施行されることになった。
TMEM100トランスジェニックマウス系統の樹立・繁殖と生化学・分子生物学的解析に加え、TMEM100トランスジェニックマウスとALK1受容体欠損マウスとの交配によるレスキュー実験、複合体パートナーなどを手がかりにしたTMEM100分子機能の解析、エピジェネティック機構も含めたTMEM100遺伝子発現制御メカニズムの解析を行なう計画である。
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