Molecular mechanism in the formation of the junction between different epithelia and in vitro recapitulation

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26253069
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 川口 義弥 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (60359792)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 食道胃接合部

Outline of Annual Research Achievements

食道―胃接合部形成機構の解明を目指し、GATA4-tdTomato/SOX2-GFPダブルレポーターマウスを主軸としたmouse geneticsとin vitro organoid作成技術を組み合わせた研究を展開した。その結果、①食道／胃は共にGATA4/SOX2共陽性のprimitive gut tubeに由来するが、GATA4発現領域は次第に尾側にシフトし濃度勾配を形成する。胎生13.5日頃に明確な口側境界を示し、それは食道―胃接合部形成領域に一致した。一方、SOX2はp63発現を介して扁平上皮の重層化に寄与することが分かった。胎生13.5日のRainbow MouseからSOX2+GATA4low, SOX2/GATA4mid, SOX2/GATA4highに細胞分取してin vitro でオルガノイドを形成させると、それぞれ食道オルガノイド、移行上皮オルガノイド、胃オルガノイドになり、この時期のSOX2/GATA4発現量による運命決定機構が示された。②成体マウスの食道―胃接合部に、限局したリン酸化ERKの発現を見出した。発生を遡ってみると、胎生15.5日以前は食道側の広い領域にpERKが発現しているが、それが次第に狭まってくることが分かった。これはGATA4陽性上皮を裏打ちする間質細胞由来のFgf10がSOX2陽性細胞に発現するFgf2Rを介しているものと考えた。これを前述のオルガノイドアッセイで検証したところ、確かにSOX2+GATA4low, SOX2/GATA4mid細胞ではオルガノイドの増大を認めたが、SOX2/GATA4high細胞では増殖が乏しいことが確認された。pERK発現領域の限局化には、GATA4陽性細胞内のMAPK inhibitor発現、さらにはpERKとGATA4自身によるSOX2抑制を介したFgf2R抑制が関与していると考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Hebrew University(イスラエル)
  • Country Name: ISRAEL
  • Counterpart Institution: Hebrew University
• [Journal Article] Ptf1a inactivation in adult pancreatic acinar cells causes apoptosis through activation of the endoplasmic reticulum stress pathway. (2019)
  • Author(s): Sakikubo M, Furuyama K, Horiguchi M, Hosokawa S, Aoyama Y, Tsuboi K, Goto T, Hirata K, Masui T, Dor Y, Fujiyama T, Hoshino M, Uemoto S, Kawaguchi Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: 15812
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34093-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Exocrine tissue-driven TFF2 prevents apoptotic cell death of endocrine lineage during pancreas organogenesis (2019)
  • Author(s): Hirata K, Kodama S, Nakano Y, Minaki-Nakagawa Y, Aoyama Y, Sakikubo M, Goto T, Yoshida M, Masui T, Yamamoto T, Uemoto S, Kawaguchi Y
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 1636
  • DOI: 10.1038/s41598-018-38062-9.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In vivo reprogramming drives Kras-induced cancer development (2018)
  • Author(s): Shibata H, Komura S, Yamada Y, Sankoda N, Tanaka A, Ukai T, Kabata M, Sakurai S, Kuze B, Woltjen K, Haga H, Ito Y, Kawaguchi Y, Yamamoto T, Yamada Y.
  • Journal Title: nature Communications Volume: 9 Pages: 2081
  • DOI: 10.1038/s41467-018-04449-5.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 膵立体構築における細胞間相互作用 (2019)
  • Author(s): 川口義弥
  • Organizer: 第119回日本外科学会
  • Invited