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Elucidating hematogenous cell migration

Research Project

Project/Area Number 23K23897
Project/Area Number (Other) 22H02634 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

齋藤 大介  九州大学, 理学研究院, 教授 (90403360)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords始原生殖細胞 / ニワトリ胚 / がん細胞 / 血行性転移 / 細胞移動 / 血管外遊出 / ニワトリ / ウズラ / 血行性移動 / 細胞分化 / 鳥類 / 血管 / 転移 / ブレブ / ライブイメージング
Outline of Research at the Start

我々は鳥類始原生殖細胞(PGC)が行う血管外遊出機構の解明を目指し、かつその機構ががん細胞機能と関連するかを明らかにするために研究している。これまでにPGCが血管外遊出に移動突起、ブレブを用い、かつその形成にSOCEシステムが必要であることを見出した。現在ブレブ形成機構に焦点を絞り、SOCEシステムを駆動する上流機構、がん細胞におけるブレブ形成機構の解明を進めている。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は計画通り、「生殖細胞とがん細胞の血行性移動機構とその共通原理」を明らかにするべく鳥類の始原生殖細胞(PGC)とがん細胞を材料として研究を推進し、主に以下3点の実績を得た。
(1)血管外遊走時におけるPGCとがん細胞の挙動記載
血管外遊出は2つの過程、すなわちアレストと血管壁縦断移動から構成される。ライブイメージング解析から、PGCとがん細胞の血管外遊出の挙動が異なることが見出された。PGCでは、アレストは主にスタック(詰まり)によって起こる一方で、がん細胞の場合は血管壁への接着であることがわかった。血管壁縦断移動では、PGCは1つの大きな風船状細胞突起「ブレブ」を形成して移動するのに対し、がん細胞は糸状仮足(浸潤突起)とブレブのハイブリッド型の突起を用いて移動することが示された。(2)血管壁縦断移動に用いる突起の分子機構
血管壁縦断移動にPGCとがん細胞が用いるこれら細胞突起が、store operated calcium entry (SOCE)に依存することを明らかにした。この成果はbioRxiv(https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.12.544577v1.full.pdf)に投稿済みであり、現在査読付き論文投稿準備中である。
(3)PGCのブレブ形成は細胞外圧により誘導される
PGCに外圧を加えるとSOCE依存的なブレブ形成が起こることを見出した。SOCEの上流機構として物理的ストレスの存在が示唆された。また、物理ストレスとSOCEの活性化を仲介する機構として核膜の進展である可能性を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度はPGCに加えがん細胞の血管内挙動の記載と、がん細胞のトラップのメカニズムの解明を到達目標としていたが、「ニワトリ血管系におけるがん細胞の血管外遊出挙動解析の方法論」、「PGCとがん細胞の血管外遊出機構(bioRxiv投稿済み)」の2つについて、査読つき論文投稿直前の段階に到達した。さらには到達目標を超える成果として、「SOCE上流機構としての細胞外圧力」、「ニワトリPGCを分取する新たな方法論の確立」などについても論文投稿の一歩手前の段階までくることができている。2年目の状況として研究進捗は極めて良好である。

Strategy for Future Research Activity

PGCブレブ形成を誘導する最上流機構の1つが細胞外からの圧力であり、ブレブ形成の中心にSOCEがある証拠をつかんでいる。そこで今後は、物理ストレスとSOCEを仲介する分子機構の解明を進める。SOCEの活性化をモニターできるPGC(SERCaMP発現PGC)を作成し、圧力負荷環境における薬剤スクリーニングにより当該分子の特定を目指す。
血管壁縦断移動時におけるPGCとがん細胞の細胞突起形態の違いが生まれる原因を探る。2つの細胞主幹における表層Actin繊維と形質膜との結合能の違いに起因する可能性を得ているので、表層Actin繊維と形質膜をリンクする分子Ezrinの機能解析からこの可能性を検証する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] LIN28 is essential for the maintenance of chicken primordial germ cells2023

    • Author(s)
      Suzuki Katsuya、Kwon Seung June、Saito Daisuke、Atsuta Yuji
    • Journal Title

      Cells & Development

      Volume: 176 Pages: 203874-203874

    • DOI

      10.1016/j.cdev.2023.203874

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An inducible germ cell ablation chicken model for high-grade germline chimeras2023

    • Author(s)
      Chen Yi-Chen、Saito Daisuke、Suzuki Takayuki、Takemoto Tatsuya
    • Journal Title

      Development

      Volume: 150 Issue: 18 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1242/dev.202079

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stiffness of primordial germ cells is required for their extravasation in avian embryos2022

    • Author(s)
      Saito Daisuke、Tadokoro Ryosuke、Nagasaka Arata、Yoshino Daisuke、Teramoto Takayuki、Mizumoto Kanta、Funamoto Kenichi、Kidokoro Hinako、Miyata Takaki、Tamura Koji、Takahashi Yoshiko
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Issue: 12 Pages: 105629-105629

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105629

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Prime editing in chicken fibroblasts and primordial germ cells2022

    • Author(s)
      Atsuta Yuji、Suzuki Katsuya、Iikawa Hiroko、Yaguchi Haruna、Saito Daisuke
    • Journal Title

      Development, Growth & Differentiation

      Volume: 64 Issue: 9 Pages: 548-557

    • DOI

      10.1111/dgd.12823

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The SOCE system is critical for membrane bleb formation to drive avian primordial germ cell migration2023

    • Author(s)
      Morita, M., Morimoto, M., Teramoto, T., Ikenouchi, J., Atsuta, Y. and Saito, D.
    • Organizer
      Avian Model System 11
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unraveling the avian unique mechanism of primordial germ cell migration with avian unique technology2023

    • Author(s)
      Saito, D.
    • Organizer
      56th Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of pressure-sensing mechanisms by nucleus in avian primordial germ cell migration2023

    • Author(s)
      Morimoto, M., Saito, D., Ikenouchi, J., Hori, M., Morita, M.
    • Organizer
      56th Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Excess FGF signal input in migrating chick primordial germ cells causes somatic transformation into soma, resulting in migration failure in the dorsal mesentery2023

    • Author(s)
      Iikawa, H., Kishita, R., Saito, D.
    • Organizer
      56th Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The SOCE system is critical for membrane bleb formation to drive avian primordial germ cell migration2023

    • Author(s)
      Morita, M., Morimoto, M., Teramoto, T., Ikenouchi, J., Atsuta, Y., Saito, D.
    • Organizer
      56th Annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鳥類始原生殖細胞の胚内移動と細胞内代謝2023

    • Author(s)
      齋藤大介、西名藍花、森本愛深、森田瑞基
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 鳥類胚の利点を活かした始原生殖細胞の移動研究2023

    • Author(s)
      齋藤大介
    • Organizer
      日仏生物学会第198回例会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ニワトリ始原生殖細胞の発生における細胞内代謝の役割2023

    • Author(s)
      西名藍花、林良樹、齋藤大介
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The SOCE system is critical for membrane bleb formation to drive avian primordial germ cell migration2023

    • Author(s)
      Morita, M., Morimoto, M., Teramoto, T., Ikenouchi, J., Atsuta, Y., Saito, D.
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] The yolk sac vasculature in early avian embryos provides a novel model for the analysis of cancer extravasation2023

    • Author(s)
      Fujii, R., Inoko, A., Saito, D.
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Overactivation of FGF signaling transforms chick primordial germ cells into soma in dorsal mesenteric environment2023

    • Author(s)
      Iikawa. H., Kishita, R., Hayashi, Y., Saito, D.
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanism of bleb formation triggered by pressure in avian primordial germ cell migration2023

    • Author(s)
      Morimoto, M., Ikenouchi, J., Saito, D.
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] CXCR4 signal-dependent and -independent migration of avian primordial germ cell.2022

    • Author(s)
      Haruna Yaguchi, Daisuke Saito
    • Organizer
      第55回日本発生生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The autonomic activation of FGF signaling in dorsal mesenteric environment transforms chicken primordial germ cells into tumor like clusters.2022

    • Author(s)
      Hiroko Iikawa, Ryohei Kishita, Miyagi Takumi, Daisuke Saito
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Avian primordial germ cells exploit Store Operated Calcium Entry (SOCE) system to form membrane bleb.2022

    • Author(s)
      Mizuki Morita, Manami Morimoto, Junichi Ikenouchi, Daisuke Saito
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Book] 生物の科学 遺伝 2023年7月発行号(Vol.77‐No.4)2023

    • Author(s)
      公益財団法人遺伝学普及会
    • Total Pages
      80
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438197
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 九州大学動物発生学研究室

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~animaldevelopment/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 細胞の血行性転移の新たな仕組みを発見、世界初、新たながん転移抑止戦略の開発にも期待

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/851

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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