心臓内に流入する神経堤細胞の正体の解明～多分化能と可塑性はどこまで保持されるか

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670396
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 栗原 裕基 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20221947)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 循環器 / 分子心臓学 / 発生・分化 / 幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

神経堤細胞はニューロンやグリア細胞からメラノサイト、頭部の骨軟骨細胞に至るまで多彩な分化能をもつ幹細胞群である。心大血管系においても後耳胞領域の心臓神経堤細胞と呼ばれる細胞群が大血管の平滑筋や隔壁形成に寄与し、その発生異常は総動脈幹や大血管転位などの病態に関与する。最近我々は、心臓神経堤細胞よりも頭側にあり、第１，２鰓弓に遊走して頭部骨格の形成に中心的役割を果たす頭部神経堤細胞が心臓内にも流入し、一部は冠動脈近位部の平滑筋細胞に分化することを見出した。本研究においてはさらに、この心臓内に流入する神経堤細胞についてニワトリ胚とマウス胚を用いて研究を進めた。ニワトリ胚における蛍光ラベルとWnt1-Creマウスによる神経堤細胞の追跡により、前耳胞神経堤細胞は後耳胞神経堤細胞（心臓神経堤細胞）に先んじて心流出路内を遊走し、心基部に集簇しながら冠動脈平滑筋の他に半月弁、乳頭筋、心外膜などに分布することが明らかになった。Wnt1-Cre; ROSA-EYFPマウスによるソーティングとFluidigm C1による単一細胞遺伝子解析により、心臓内に流入する神経堤細胞は血管平滑筋の他に特徴的な遺伝子発現パターンを示す亜群に分けられ、そのうちの一部はc-Kitなどの幹細胞マーカーを発現することが明らかになった。このc-Kitなどを発現する一群は神経堤細胞がもつ多分化能と可塑性を保持している可能性があり、従来報告されている心臓幹細胞との関連や病態生理的役割の解明が今後の課題と考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Dysregulated YAP1/TAZ and TGF-β signaling mediate hepatocarcinogenesis in Mob1a/1b-deficient mice. (2016)
  • Author(s): Nishio M, Sugimachi K, Goto H, Wang J, Morikawa T, Miyachi Y, Takano Y, Hikasa H, Itoh T, Suzuki SO, Kurihara H, Aishima S, Leask A, Sasaki T, Nakano T, Nishina H, Nishikawa Y, Sekido Y, Nakao K, Shin-Ya K, Mimori K, Suzuki A.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. Volume: 113（1） Pages: E71-80
  • DOI: 10.1073/pnas.1517188113.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Developmental mechanisms of the tympanic membrane in mammals and non-mammalian amniotes. (2016)
  • Author(s): Takechi M, Kitazawa T, Hirasawa T, Hirai T, Iseki S, Kurihara H, Kuratani S.
  • Journal Title: Congenit. Anom. (Kyoto). Volume: 56（1） Pages: 12-17
  • DOI: 10.1111/cga.12132.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Postotic and preotic cranial neural crest cells differently contribute to thyroid development. (2016)
  • Author(s): Maeda K, Asai R, Maruyama K, Kurihara Y, Nakanishi T, Kurihara H, Miyagawa-Tomita S.
  • Journal Title: Dev Biol. Volume: 409（1） Pages: 72-83
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.10.026.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Facial whisker pattern is not sufficient to instruct a whisker-related topographic map in the mouse somatosensory brainstem. (2015)
  • Author(s): Laumonnerie C, Bechara A, Vilain N, Kurihara Y, Kurihara H,Rijli FM.
  • Journal Title: Development. Volume: 142(21) Pages: 3704-3712
  • DOI: 10.1242/dev.128736.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Developmental genetic bases behind the independent origin of the tympanic membrane in mammals and diapsids (2015)
  • Author(s): Kitazawa T, Takechi M, Hirasawa T, Adachi N, Narboux-Nême N, Kume H, Maeda K, Hirai T, Miyagawa-Tomita S, Kurihara Y, Hitomi J, Levi G, Kuratani S, Kurihara H.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 6 Pages: 6853
  • DOI: 10.1038/ncomms7853.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Distinct effects of Hoxa2 overexpression in cranial neural crest populations reveal that the mammalian hyomandibular-ceratohyal boundary maps within the styloid process (2015)
  • Author(s): Kitazawa T, Fujisawa K, Narboux-Nême N, Arima Y, Kawamura Y, Inoue T, Wada Y, Kohro T, Aburatani H, Kodama T, Kim KS, Sato T, Uchijima Y, Maeda K, Miyagawa-Tomita S, Minoux M, Rijli FM, Levi G, Kurihara Y, Kurihara H
  • Journal Title: Dev Biol. Volume: 402(2) Pages: 162-174
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.04.007.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mutations in the endothelin receptor type A cause mandibulofacial dysostosis with alopecia. (2015)
  • Author(s): Gordon CT, Weaver KN, Zechi-Ceide RM, Madsen EC, Tavares AL, Oufadem M, Kurihara Y, （18名）, Kurihara H, .et al.
  • Journal Title: Am J Hum Genet. Volume: 96(4) Pages: 519-531
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2015.01.015.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Simple model of pH-induced protein denaturation. (2015)
  • Author(s): Hidaka T, Shimada A, Nakata Y, Kodama H, Kurihara H, Tokihiro T, Ihara S.
  • Journal Title: Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. Volume: 92(1-1) Pages: 012709
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autonomy and non-autonomy of angiogenic cell movements revealed by experiment-driven mathematical modeling. (2015)
  • Author(s): Sugihara K, Nishiyama K, Fukuhara S, Uemura A, Arima S, Kobayashi R, Köhn-Luque A, Mochizuki N, Suda T, Ogawa H, Kurihara H.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 13（9） Pages: 1814-1827
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.10.051.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 血管新生における細胞動態の実験及び数理解析 (2016)
  • Author(s): 栗原裕基
  • Organizer: 生命動態システム科学四拠点・CREST・PRESTO・QBiC 合同シンポジウム「生命動態の分子メカニズムと数理」
  • Place of Presentation: 広島県広島市
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-26
  • Invited
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1 シグナルは冠動脈形成に重要な役割を果たす (2016)
  • Author(s): 丸山和晃，富田－宮川幸子，有馬勇一郎，浅井理恵子，植村明嘉, 瀬谷大貴，吉田豊, Man Fanny, 栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 血管生物医学会 若手研究会
  • Place of Presentation: 宮崎県仙台市
  • Year and Date: 2016-03-04 – 2016-03-04
• [Presentation] 心溜出路に遊走する神経堤細胞の系譜とレチノイン酸の作用の検討 (2015)
  • Author(s): 瀬谷大貴、富田－宮川幸子、有馬勇一郎、淺井理恵子、丸山和晃、内島泰信、栗原由紀子、栗原裕基
  • Organizer: 第14回日本心臓血管発生研究会
  • Place of Presentation: 福島県郡山市
  • Year and Date: 2015-12-19 – 2015-12-19
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1シグナルは冠血管発生に重要である (2015)
  • Author(s): 丸山和晃，富田－宮川幸子，有馬勇一郎，浅井理恵子，植村明嘉, 瀬谷大貴，吉田豊, Man Fanny, 栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第14回日本心臓血管発生研究会
  • Place of Presentation: 福島県郡山市
  • Year and Date: 2015-12-19 – 2015-12-19
• [Presentation] 単一細胞トラッキングを用いた血管内皮細胞動態解析 (2015)
  • Author(s): 田久保直子，苗村和明，吉田亮，徳永旭将，広瀬修，内島泰信，栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第23回日本血管生物医学会学術集会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-12 – 2015-12-12
• [Presentation] マウス脳底動脈拡張症モデルの作成・解析 (2015)
  • Author(s): 苗村和明、中冨浩文、田口明糸、和田洋一郎、斉藤延人、栗原裕基苗村和明、中冨浩文、田口明糸、和田洋一郎、斉藤延人、栗原裕基
  • Organizer: 第23回日本血管生物医学回学術集会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-11 – 2015-12-11
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1 シグナルは冠動脈形成に重要な役割を果たす (2015)
  • Author(s): 丸山和晃，富田－宮川幸子，有馬勇一郎，浅井理恵子，植村明嘉, 瀬谷大貴，吉田豊, Man Fanny, 栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第23回日本血管生物医学会学術集会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-11 – 2015-12-11
• [Presentation] in vitro 血管新生のタイムラプスイメージングと細胞トラッキング (2015)
  • Author(s): 田久保直子
  • Organizer: 生命ダイナミクスの数理とその応用：理論からのさらなる深化（数学協働プログラム）
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-10
• [Presentation] 形態形成における long noncodingRNA: Evf2の機能解析 (2015)
  • Author(s): 栗原由紀子
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会（BMB2015)
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-02 – 2015-12-02
• [Presentation] A homeotic transformation in neural crest-specific Dlx5-overexpressing mice.神経堤細胞特異的Dlx5過剰発現マウスにおける顎顔面のトランスフォーメーション (2015)
  • Author(s): Miki Shimizu, Taro Kitazawa, Yumiko Kawamura, Nicolas Narboux-Nême, Giovanni Levi, Youichiro Wada, Yasunobu Uchijima, Yukiko Kurihara, Hiroki Kurihara
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-02 – 2015-12-02
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1 signaling is important for coronary artery formation (2015)
  • Author(s): 丸山和晃，富田－宮川幸子，有馬勇一郎，浅井理恵子，植村明嘉, 瀬谷大貴，吉田豊, Man Fanny, 栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会（BMB2015)
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-01
• [Presentation] からだのかたちづくりを科学する (2015)
  • Author(s): 栗原裕基
  • Organizer: 生命のダイナミクスと数学 公開講座
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2015-11-21 – 2015-11-21
  • Invited
• [Presentation] マウス脳底動脈露出手技の確立及びマウス脳底動脈拡張症モデルの作成・解析 (2015)
  • Author(s): 苗村和明、中冨浩文、宮脇哲、越智崇、伊藤明博、今井英明、栗原裕基、斉藤延人
  • Organizer: 第74回日本脳神経外科学会学術総会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2015-10-15 – 2015-10-15
• [Presentation] 血管新生における内皮細胞動態ライブイメージング (2015)
  • Author(s): 田久保直子，苗村和明，吉田亮，徳永旭将，広瀬修，内島泰信，栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2015-09-14 – 2015-09-14
• [Presentation] A homeotic transformation in Dlx5-overexpressing mice give a hint to form a dorsoventral axis. (2015)
  • Author(s): Miki Shimizu, Taro Kitazawa, Yumiko Kawamura, Nicolas Narboux-Nême, Giovanni Levi, Youichiro Wada, Yasunobu Uchijima, Yukiko Kurihara, Hiroki Kurihara
  • Organizer: 第15回東京大学生命科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2015-06-27 – 2015-06-27
• [Presentation] Dlx5-overexpression mice show a homeotic transformation in the upper jaw into lower jaw-like structures.Dlx5過剰発現マウスにおける上顎の下顎構造へのトランスフォーメーション (2015)
  • Author(s): Miki Shimizu, Taro Kitazawa, Yumiko Kawamura, Nicolas Narboux-Nême, Giovanni Levi, Yasunobu Uchijima, Yukiko Kurihara, Hiroki Kurihara
  • Organizer: 第48回日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
  • Year and Date: 2015-06-03 – 2015-06-03
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1 signaling is important for coronary artery formation (2015)
  • Author(s): 丸山和晃，富田－宮川幸子，有馬勇一郎，浅井理恵子，植村明嘉, 瀬谷大貴，吉田豊, Man Fanny, 栗原由紀子，栗原裕基
  • Organizer: 第48回日本発生生物学会
  • Place of Presentation: 茨城県つくば市
  • Year and Date: 2015-06-03 – 2015-06-03
• [Presentation] Semaphorin3E-PlexinD1 signalimg is importamt for coronary artery formation (2015)
  • Author(s): Kazuaki Maruyama, Sachiko Miyagawa-Tomita, Yuichiro Arima, Daiki Seya, Rieko Asai, Akiyoshi Uemura, Yutaka Yoshida, Mann Fanny, Yukiko Kurihara, Hiroki Kurihara
  • Organizer: Weinstein 2015
  • Place of Presentation: USA ,Boston
  • Year and Date: 2015-04-30 – 2015-05-02
  • Int'l Joint Research