下垂体は発生・分化と成熟後の機能維持をどのように行うのか

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26292166
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 加藤 幸雄 明治大学, 農学部, 教授 (30114177)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 遺伝子 / 発現制御 / 内分泌学 / 生殖 / 細胞・組織 / 血管形成 / 分化

Outline of Annual Research Achievements

以下の実績を得た。
１）胎仔期と成体の幹・前駆細胞の特性を解析して、S100β陽性幹・前駆細胞がホルモン産生細胞に分化する事を論文報告した。２）PRRX1とPRRX2が異なる役割を持って下垂体のホルモン産生細胞の分化と血管形成に関与することを論文報告した。３）PRRX1とPRRX2を制御する機序を解析し、多数の制御因子を突き止めた。その中で、KLF6が、PRRX2のみを制御する事を明らかにして論文報告した。４）下垂体の転写因子のクローニングを行い、下垂体の新規因子RPF1をクローニングし、初期下垂体原基の幹・前駆細胞細胞に存在する事を論文報告した。５）下垂体由来の3種の株化細胞で発現する遺伝子のプロファイルを調べ、それぞれが多能性を持ちながらも、各々が特徴ある発現プロファイルを示す事を論文報告した。６）幹細胞のニッチ構造を維持する機構を、エフリンとその受容体を解析して、ephrin-B2とその受容体Eph3Bによる特異的な関係による維持機構を論文報告した。７）幹・前駆細胞の一部を担うS100β陽性細胞の特性を、サイトカインとその受容体の関係で解析した複数の論文を報告した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実績の概要に述べたように、研究の進展を論文報告できていることから、概ね順調に研究が進展していると判断している。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は以下の実験を遂行する。
【1】マイクロアレイやChIP-on-chip解析を行い、得られる分化に関わる遺伝子や、PROP1、PRRX1、PRRX2の標的遺伝子候補の解析：下垂体の発生過程で発現する遺伝子の時系列トランスクリプトームデータベースとクロマチン免疫沈降法から得られる情報から、標的遺伝子のクローニングと、in situ hybridizationによる局在解析を行う。【2】PROP1とPRX遺伝子の発現制御、エピジェネティクス制御の解析：前年度に同定する制御領域に作用する因子の同定とその作用機序を解析する。メチル化解析によるエピジェネティクス制御の解析を開始する。【3】下垂体幹細胞・ニッチ細胞に同定した分子の機能解析：下垂体幹細胞・ニッチ細胞の維持や細胞供給がどの様な機序かを明らかにする。細胞間の接着が幹・前駆細胞内のどの様なシグナル伝達系を介して維持されているかを解析する。【4】下垂体の初代培養や株化細胞を使った実験系の展開：初代培養細胞で得られる情報を、株化細胞での実験系に反映させ、ホルモン産生細胞への分化誘導、未分化性の維持と分化への誘導、血管系細胞への分化誘導、転写因子等の標的因子の機能解析を展開する。【5】下垂体幹・前駆細胞、非ホルモン産生細胞の株化細胞の樹立と解析：胎仔期および成体の幹・前駆細胞マーカーを使用として複数種の細胞株が樹立できると期待される。それら細胞の特性評価を行い、幹・前駆細胞からホルモン産生細胞や血管系細胞へと分化する細胞の時系列化を行う。

Causes of Carryover

平成26年度に、これまでに樹立した性腺刺激ホルモンFSHβ遺伝子をウイルスのHSV1-TKにつなげたキメラ遺伝子を導入したトランスジェニック（TG)ラットを使った，マイクロアレイや定量PCRなどを計画していた。しかし、TGラットの繁殖力が低下して系統維持が出来なくなり、系統が絶えた。そのため、計画していた実験を行うために、凍結受精卵からの個体の回復を委託により遂行することにした。その計画を進める過程で、日程的に当該年度内での作製が難しいために、委託費用とその後に計画した解析費用を次年度に繰り越すことにした。

Expenditure Plan for Carryover Budget

計画した凍結受精卵からの個体の回復は出来ずに、TGラットの系統は消滅した。そのため、別途計画しているChipアッセイや株化細胞を用いた分化誘導実験などの実験量を増やしてデータの確実性を確保する。
レザーを用いたマイクロダイセクションにより切り出した微量組織片からの試料を用いた定量解析、Sigle-cell PCRのような超微量定量的解析などを行う。

Research Products

• [Journal Article] PRRX1- and PRRX2-positive mesenchymal stem/progenitor cells are involved in vasculogenesis during rat embryonic pituitary development. (2015)
  • Author(s): Higuchi, M., Yoshida, S., Ueharu, H., Chen, M., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 358
  • DOI: 10.1007/s00441-015-2128-5.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] GFP-expressing S100β-positive cells of the rat anterior pituitary differentiate into hormone-producing cells. (2014)
  • Author(s): Higuchi, M., Kanno, N., Yoshida, S., Ueharu, H., Chen, M., Yako, H., Shibuya, S., Sekita, M., Tsuda, M., Mitsuishi, H., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 357 Pages: 767-779
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] PRRX1 and PRRX2 distinctively participate in pituitary organogenesis and cell supply system. (2014)
  • Author(s): Higuchi, M., Yoshida, S., Ueharu, H., Chen, M., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 357 Pages: 323-335
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression of chemokine CXCL10 in dendritic cell-like S100β-positive cells in rat anterior pituitary gland. (2014)
  • Author(s): Horiguchi, K., Fujiwara, K., Higuchi, M., Yoshida, S., Tsukada, T., Ueharu, H., Hasegawa, R., Takigami, S., Ohsako, S., Yashiro, T., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 357 Pages: 757-765
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Isolation of dendritic cell-like S100β-positive cells in rat anterior pituitary gland. (2014)
  • Author(s): Horiguchi, K., Fujiwara, K., Yoshida, S., Higuchi, M., Tsukada, T., Kanno, N., Yashiro, T., Tateno, K., Osako, S., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 357 Pages: 301-308
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Proton receptor GPR68 expression in dendritic cell-like S100β-positive cells of rat anterior pituitary gland: GPR68 induces interleukin-6 gene expression in extracellular acidification. (2014)
  • Author(s): Horiguchi, K., Higuchi, M., Yoshida, S., Nakakura, T., Tateno, K., Hasegawa, R., Osako, S., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 358 Pages: 515-525
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression of kruppel-like factor 6, KLF6, in rat pituitary stem/progenitor cells and its regulation of the PRRX2 gene. (2014)
  • Author(s): Ueharu, H., Higuchi, M., Nishimura, N., Yoshida, S., Shibuya, S., Sensui, K., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: J Reprod Dev Volume: 60 Pages: 304-311
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gene expression, function, and diversity of Nkx2-4 in the rainbow trout, Oncorhynchus mykiss (2014)
  • Author(s): Uemae, Y., Sakamoto, J., Hidaka, Y., Hiratsuka, A., Susa, T., Kato, Y. and Suzuki, M.
  • Journal Title: Gen Comp Endocrinol Volume: 206 Pages: 193-202
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Characterization of murine pituitary-derived cell lines Tpit/F1, Tpit/E and TtT/GF. (2014)
  • Author(s): Yoshida, S., Higuchi, M., Ueharu, H., Nishimura, N., Tsuda, M., Nishihara, H., Mitsuishi, H., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: J Reprod Dev Volume: 60 Pages: 295-303
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Localization of a juxtacrine factor ephrin-B2 in the pituitary stem/progenitor cell niches throughout life. (2014)
  • Author(s): Yoshida, S., Kato, T., Chen, M., Higuchi, M., Ueharu, H., Nishimura, N. and Kato, Y.
  • Journal Title: Cell Tissue Res Volume: 359 Pages: 755-766
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular cloning of rat and porcine retina-derived POU domain factor 1 (POU6F2) from pituitary cDNA library. (2014)
  • Author(s): Yoshida, S., Ueharu, H., Higuchi, M., Horiguchi, K., Nishimura, N., Shibuya, S., Mitsuishi, H., Kato, T. and Kato, Y.
  • Journal Title: J Reprod Dev Volume: 60 Pages: 288-294
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 組織形成と領域化におけるephrin/Eph Receptorの役割. (2014)
  • Author(s): 吉田彩舟, 加藤たか子, 加藤幸雄
  • Journal Title: 明治大学農学部研究報告 Volume: 64 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 下垂体幹・前駆細胞にも発現している腫瘍抑制と分化に機能するKruppel-like型転写因子KLF6について. (2014)
  • Author(s): 上春浩貴, 加藤たか子, 加藤幸雄
  • Journal Title: 明治大学農学部研究報告 Volume: 64 Pages: 10-20
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] コクサッキウイルス・アデノウイルスの共通受容体CARについて. (2014)
  • Author(s): 陳默, 加藤たか子, 加藤幸雄
  • Journal Title: 明治大学農学部研究報告 Volume: 64 Pages: 29-39
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] マウス下垂体由来非ホルモン産生細胞株の幹 細胞性の解析. (2015)
  • Author(s): 樋口雅司, 吉田彩舟, 上 春浩貴, 西村直人, 加 藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第119回日本畜産学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] 下垂体特異的転写因子Prop1遺伝子のDNAメ チル化による発現制御. (2015)
  • Author(s): 西原大翔, 西村直人, 上 春浩貴, 大鐘潤, 加 藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第119回日本畜産学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] 下垂体特異的転写因子PROP1 のプロモーター活性とその制御. (2015)
  • Author(s): 西村直人, 上春浩貴, 西 原大翔, 渋谷汐里, 吉 田彩舟, 樋口雅司, 堀 口幸太郎, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第119回日本畜産学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] Murine pituitary tumor-derived non-endocrine cell line, Tpit/F1, differentiate is capable of differentiating into growth hormone-producing cell, but is not dependent on pituitary-specific positive transcription factor 1, Pit1. (2015)
  • Author(s): M. Higuchi, S. Yoshida, N. Nishimura, H. Ueharu, T. Kato and Y. Kato.
  • Organizer: The 97th Annual Meeting of American Endocrinology Society
  • Place of Presentation: San Diego, U.S.A
  • Year and Date: 2015-03-05 – 2015-03-08
• [Presentation] 下垂体幹・前駆細胞で機能する細胞接触型シグナル分子ephrin/Ephの解析. (2014)
  • Author(s): 吉田彩舟, 加藤たか子, 樋 口雅司, 上春浩貴, 河 合航平, 西村直人、加藤幸雄.
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 下垂体特異的転写因子Prop1遺 伝子の発現制御の解析. (2014)
  • Author(s): 西村直人, 上春浩貴, 西 原大翔, 樋口雅司, 吉 田彩舟, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜パシフィコ
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 下垂体幹・前駆細胞と外部から侵入する細胞の時空 間的餅紛ら見た下垂体の組織形成. (2014)
  • Author(s): 樋口雅司, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第40回日本神経内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: 都道府県会館
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [Presentation] 下重体前葉内S100タンパク質陽性細胞から分泌され るケモカインCXCL10のlFN-γ による制御. (2014)
  • Author(s): 堀口幸太郎, 吉田彩舟, 藤 原研, 樋口雅司, 塚 田岳大, 加藤たか子, 舘野こずえ, 長谷川留美, 瀧上潤, 大 迫俊二, 屋代隆、加藤幸雄.
  • Organizer: 第40回日本神経内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: 都道府県会館
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [Presentation] 下垂体総・前駆細胞ニッチに存在するephrin/Ephの同定. (2014)
  • Author(s): 吉田彩舟, 加藤たか子, 樋 口雅司, 上春浩貴, 河 合航平、加藤幸雄.
  • Organizer: 第40回日本神経内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: 都道府県会館
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [Presentation] 下垂体における神経堤由来の細胞とS100β陽性細胞の局在. (2014)
  • Author(s): 上春浩貴, 樋口雅司, 吉 田彩舟, 西村直人, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第40回日本神経内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: 都道府県会館
  • Year and Date: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [Presentation] Neuronatin is first expressed in pituitary stem/progenitor cells. (2014)
  • Author(s): N. Kanno, M. Higuchi, H. Yako, S. Yoshida, T. Kato, M. Chen and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] Characterization of Pituitary-derived Cell Lines, Tpit/E, Tpit/F1 and TtT/GF. (2014)
  • Author(s): N. Nishimura, S. Yoshida, M. Higuchi, H. Yako, H. Ueharu, M. Chen, T. Kato and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] Real-Time Observation of Hormone-Secretion using CFP, YFP-Fused Gonadotropin Expression Vector. (2014)
  • Author(s): H. Takanashi, N. Nishimura, S. Yoshida, M. Higuchi, K. Kawai, H. Ueharu, T. Kato and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] Kruppel-like factor 6 (klf6) is expressed in rat pituitary stem/progenitor cells and regulates the PRRX2 gene. (2014)
  • Author(s): H. Ueharu, M. Higuchi, N. Nishimura, S. Yoshida, H. Nishihara, T. Kato and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] Invasion of S100β-positive cells into pituitary gland during embryonic period. (2014)
  • Author(s): H. Yako, K. Horiguchi, M. Higuchi, K. Fujiwara, S. Yoshida, M. Chen, N. Kanno, H. Ueharu, T. Kato, T. Yashiro and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] P178 Presence of the juxtacrine factor EphrinB2 in a rat pituitary stem/progenitor cell niche. (2014)
  • Author(s): S. Yoshida, K. Kawai, T. Kato and Y. Kato.
  • Organizer: World Congress of Reproductive Biology 2014
  • Place of Presentation: Edinburgh, UK
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-04
• [Presentation] 神経堤細胞由来細胞は下垂体に侵入しS100β陽性となる. (2014)
  • Author(s): 上春浩貴, 樋口雅司, 吉田彩舟, 西 村直人, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] LβT2細 胞におけるGnRHに対するシグナル活性化様式の解析. (2014)
  • Author(s): 佐藤一裕, 一條裕太, 高橋邑和, 立 石裕貴, 草田智之, 根 岸潤, 佐藤聡恵, 加 藤幸雄、戸村秀明.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 下垂体幹・前駆細胞ニッチにおけるephrin/Ephシグナル分子の同定. (2014)
  • Author(s): 吉田彩舟, 加藤たか子, 樋口雅司, 陳 默, 上春浩貴, 西 村直人、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 樹状細胞様S100タンパク質陽性細胞から分泌されるケモカインCXCL10の機能解析. (2014)
  • Author(s): 堀口幸太郎, 吉田彩舟, 藤原研, 樋 口雅司, 塚田岳大, 加 藤たか子, 舘野こずえ, 長谷川留美, 瀧上潤, 大迫俊二, 屋 代隆、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 性腺刺激ホルモン発現における長鎖脂肪酸の役割. (2014)
  • Author(s): 森山隆太郎, 山崎翼, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 転写因子と膜受容体の解析から見えてきた下垂体の 発生と分化. (2014)
  • Author(s): 樋口雅司, 加藤たか 子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 下垂体特異的転写因子Prop1遺伝子はエピジェネティックな制御を受けているか. (2014)
  • Author(s): 西原大翔, 西村直人, 上春浩貴, 八 子英司, 大鐘潤, 加 藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10
• [Presentation] 蛍光タンパク質融合ゴナドトロピンの細胞内局在. (2014)
  • Author(s): 高梨遥, 西村直人, 西原大翔, 上 春浩貴, 樋口雅司, 吉 田彩舟, 加藤たか子、加藤幸雄.
  • Organizer: 第29回日本下垂体研究会学術集会
  • Place of Presentation: 八王子セミナーハウス
  • Year and Date: 2014-08-08 – 2014-08-10