2015 Fiscal Year Research-status Report
表皮再生におけるNotchシグナルの変化の解析と治療への応用
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26461686
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
奥山 隆平 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (80292332)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Notch / 再生表皮 / 皮膚潰瘍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
潰瘍が修復する過程で表皮細胞は形態が軽度変化し、潰瘍表面を遊走して欠損部を被覆していく。私はこの過程でシグナル伝達分子Notchの発現量が変化することを見出した。Notchは表皮細胞をはじめとして様々な細胞において、その増殖や分化、生存に対して強い働きがあることが従来の研究で明らかになっている。皮膚潰瘍が修復する際の表皮においてもNotchは重要な働きを有していると考え、その役割の解析を進めている。
Adenovirus vectorを用いてNotch1やNotch2を過剰発現する一方、特異的siRNAやinhibitorを用いてNotchの働きの抑制をはかっている。その結果、Notchを抑制すると、in vitroのレベルでは表皮細胞の増殖や遊走には大きな影響を及ぼさないことがわかった。一方、Notchを抑制するとkeratin 1とkeratin 10の発現が低下し、その分化が障害されることが明らかになった。
さらに、Notchの下流で発現が変化する遺伝子を網羅的に調べるためにmicroarrayを行った。様々な遺伝子の発現が変化したが、炎症に関わる遺伝子に着目した。Microarrayの結果をreal time RT-PCR法で確認をはかったところ、IL-1 familyに属するIL-36alphaの発現がNotch1やNotch2によって変化することがわかった。表皮細胞はバリアーとして働くだけでなく、炎症物質を産生する働きがあることも知られている。潰瘍の周囲の表皮細胞は単に欠損部を被覆するだけでなく、Notchの発現変化を介して潰瘍部の炎症にも関わっている可能性があることがわかってきた。
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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
再生表皮でNotchが細胞の分化だけでなく、炎症の制御にも関わっていることが明らかになってきた。表皮は外界に接しており、表皮の欠損は生体の内部環境が外界に直接さらされる危険な状況である。このような危機に対応するため、潰瘍部周囲の表皮でNotchが炎症を制御するということは合目的であろう。皮膚においてNotchが炎症を制御するという新しい展開が開けてきたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点では、IL-36alphaの発現の変化はmRNAレベルだけで明らかになったが、さらにたんぱく質レベルでもその変化が確認しえるか検討を進め、炎症に対して果たすNotchの役割をよりクリアーにしていくことが必要になる。
また、これまでの解析は主に培養表皮細胞を用いたin vitroレベルの解析であったが、Notchの働きをより生体に近い状況でアプローチするためin vivoレベルでの解析を進めていく。そのため、一つにはNotchシグナルのinhibitorをマウス皮膚に塗布して生じる変化を、細胞分化と炎症を中心に解析していく予定である。さらに、より生理的な状況で解析を進めるため遺伝子導入マウスの作成を進める。再生表皮で特異的に発現するkeratin 6のプロモーターにNotch1もしくはNotch2のcDNAをつなげたプラスミドを作成した。keratin 6のプロモーターは通常の表皮では発現しないものの、再生表皮では発現が活性化される。そこでkeratin 6のプロモーターを介して、再生表皮においてNotchの発現を抑制させないように操作する。再生表皮においてNotchの発現が低下しないことで、発現低下の意義を明らかにしてくれるものと思われる。さらに、再生表皮におけるNotchの作用メカニズムが解明されることで、皮膚潰瘍等の新規の治療法の開発につながる知見が得られてくるのではないかと予想される。
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| Causes of Carryover |
Notch1もしくはNotch2のcDNAにkeratin 6のプロモーターをつなげたプラスミドの作成に時間を要し、遺伝子導入マウスの作成になかなか進むことができなかった。プラスミドを作成する際に使用した消耗品の多くは、前年度に購入した試薬の中から残ったものを使用することある程度研究を進めることができた。そのため、消耗品の購入に予定した予算額より実際の購入額が低くなった。一方、次年度は、新たな解析を進めるため、新規に消耗品を購入する必要が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
作成したプラスミドから遺伝子導入マウスを作成し、順調に解析を進めることが重要と思われる。そこで、遺伝子導入マウスの作成を外部に委託し、遺伝子導入マウスの作成上のテクニカルな問題による遅延が生じないようにして研究を進める。また、消耗品に関しては丁寧に使用をする一方で、計画的に購入を行い平成28年度請求額と合わせて使用し、精力的に研究を進める。また、研究成果を学会等で積極的に発表をはかる。
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[Journal Article] Clinical characteristics associated with BRAF, NRAS and KIT mutations in Japanese melanoma patients2015
Author(s)
Sakaizawa K, Ashida A, Uchiyama A, Ito T, Fujisawa Y, Ogata D, Matsushita S, Fujii K, Fukushima S, Shibayama Y, Hatta N, Takenouchi T, Uehara J, Okuyama R, Yamazaki N, Uhara H
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Journal Title
J Dermatol Sci
Volume: 80
Pages: 33-37
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Phase II study of ipilimumab monotherapy in Japanese patients with advanced melanoma2015
Author(s)
Yamazaki N, Kiyohara Y, Uhara H, Fukushima S, Uchi H, Shibagaki N, Tsutsumida A, Yoshikawa S, Okuyama R, Ito Y, Tokudome T.
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Journal Title
Cancer Chemoth Pharm
Volume: 76
Pages: 997-1004
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Phase II study of the immune-checkpoint inhibitor ipilimumab plus dacarbazine in Japanese patients with previously untreated, unresectable or metastatic melanoma2015
Author(s)
Yamazaki N, Uhara H, Fukushima S, Uchi H, Shibagaki N, Kiyohara Y, Tsutsumida A, Namikawa K, Okuyama R, Otuska Y, Tokudome T
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Journal Title
Cancer Chemoth Pharm
Volume: 76
Pages: 969-975
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Phase 2 Study of Ipilimumab in Japanese Patients with Advanced Melanoma2015
Author(s)
Uhara H, Kiyohara Y, Fukushima S, Uchi H, Shibagaki N, Tsutsumida A, Yoshikawa S, Okuyama R, Ito Y, Otsuka Y, Tokudome T, Yamazaki N
Organizer
American Academy of Dermatology Summer Meeting
Place of Presentation
New York (USA)
Year and Date
2015-08-19 – 2015-08-23
Int'l Joint Research
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