イモリを用いた再生原理の解明

• 研究領域: ３次元構造を再構築する再生原理の解明
• 研究課題/領域番号: 22124002
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 阿形 清和 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70167831)
• 研究分担者: 井上 武 京都大学, 大学院理学研究科, 助教 (40391867)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 119,470千円 (直接経費: 91,900千円、間接経費: 27,570千円); 2014年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円); 2013年度: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円); 2012年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円); 2011年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2010年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
• キーワード: 再生 / イモリ / 四肢 / 関節 / 再生シグナル / トランスジェニック

研究成果の概要

われわれは、イモリの四肢再生においても傷上皮が先端部として機能することで、残存部と相互作用して再生芽を形成し残存部と先端部との間の構造を再生するモデルを提唱していたが、今回の関節再生に焦点を当てた研究によって、想定以上に残存部から再生芽(新規再生部)へ強力な働きかけがあることが判明した。残存部からの働きかけによって、(1)残存部の軟骨と再生部の再生軟骨は整合性のある形を形成し、(2)上腕部の筋肉が下腕の再生部の骨と腱を形成することで機能的な関節が形成されることを明らかにした。さらに、カエルでこの原理を適用したところ、関節を再生できないと言われていたカエルに機能的な関節を惹起することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Reintegration of the regenerated and the remaining tissues during joint regeneration in the newt Cynops pyrrhogaster (2015)
  • 著者名/発表者名: Rio Tsutsumi, Takeshi Inoue, Shigehito Yamada, Kiyokazu Agata
  • 雑誌名: Regeneration 巻: 2 号: 1 ページ: 26-36
  • DOI: 10.1002/reg2.28
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Planarian shows decision-making behavior in response to multiple stimuli by integrative brain function (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue, H. Hoshino, T. Yamashita, S. Shimoyama and K. Agata
  • 雑誌名: Zoological Lett 巻: 1 号: 1 ページ: 7-7
  • DOI: 10.1186/s40851-014-0010-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcription activator-like effector nucleases efficiently disrupt the target gene in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T, Sakamoto K, Sakuma T, Yokotani N, Inoue T, Kawaguchi E, Agata K, Yamamoto T, Takeuchi T
  • 雑誌名: Development, Growth and Differentiation 巻: 56 号: 1 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1111/dgd.12103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thermosensory signaling by TRPM is processed by brain serotonergic neurons to produce planarian thermotaxis (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Inoue, T. Yamashita and K. Agata
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 34 号: 47 ページ: 15701-14
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5379-13.2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Muscle and connective tissue progenitor populations show distinct Twist1 and Twist3 expression profiles during axolotl limb regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Martin Kragl
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: 373 号: 1 ページ: 196-204
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2012.10.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lens regenerates by means of similar processes and timeline in adults and larvae of the newt Cynops pyrrhogaster. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue
  • 雑誌名: Dev. Dyn. 巻: 241 号: 10 ページ: 1575-1583
  • DOI: 10.1002/dvdy.23854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Survey of the differences between regenerative and non-regenerative animals. (2012)
  • 著者名/発表者名: Agata Kiyokazu
  • 雑誌名: Dev Growth Differ. 巻: 54(2) 号: 2 ページ: 143-52
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2011.01323.x
  • 査読あり
• [学会発表] イモリ脳再生過程におけるトランスリプトーム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 武
  • 学会等名: 第14回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市）
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] 断崖絶壁！イベリアトゲイモリのトランスクリプトームとゲノムへの登山開始ー今、1合目ー (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上 武
  • 学会等名: 第1回イベリアトゲイモリ研究集会
  • 発表場所: 鳥取大学医学部（鳥取県・米子市）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [学会発表] Transcriptome analysis during early stage of brain regeneration in the newt Pleurodeles waltl (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuka Maeda, Makoto Kashima, Eri Kawaguchi, Yang An, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Comparative analysis of activity of limb-specific Shh enhancer MFCS1 in newts and frogs (2014)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirayama, Takuya Higashidate, Haruki Ochi, Hitoshi Yokoyama, Koji Tamura, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] What is the difference between regenerative and non-regenerative animals? (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyokazu Agata
  • 学会等名: SEDB X JSDB Meeting
  • 発表場所: Hotel Rafael Atocha（スペイン・マドリッド）
  • 年月日: 2014-10-13 – 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 再生できる生き物から何を学んだのか (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿形清和
  • 学会等名: 第26回高遠シンポジウム
  • 発表場所: 高遠さくらホテル（長野県伊那市）
  • 年月日: 2014-08-28 – 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Neural activity regulates restoration of the brain function during head regeneration in planarian (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue, Yomomi Takano, Yoshihiko Umesono, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Analysis of the reintegration of the regenerated and remaining tissues during limb joint regeneration in newts and frogs (2014)
  • 著者名/発表者名: Rio Tsutsumi, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Comparativ analysis of activity of limb-specific Shh enhancer MFCS1 in newts and frogs (2014)
  • 著者名/発表者名: Miki Hirayama, Takuya Higashidate, Hitoshi Yokoyama, Koji Tamura, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Transcriptome analysis of regeneration brain in the newt Pleurodeles waltl (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuka Maeda, Makoto Kashima, Eri Kawaguchi, Shota Takemura, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Comprehensive studies on regeneration of the dopaminergic neuron in newts and frogs (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuko Urata, Wataru Yamashita, Yuka Maeda, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata
  • 学会等名: 第47回日本発生生物学会
  • 発表場所: ウィンクあいち（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
• [学会発表] Analysis of the Harmonization between the Regenerated Tissues and the Remaining Tissues during Newt Limb Joint Regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi Rio
  • 学会等名: The 12th annual CDB Symposium Regeneration of Organs: Programming and Self-Organization
  • 発表場所: 理化学研究所（神戸市）
• [学会発表] 脳を再生できる動物から脳再生のメカニズムを探る (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上武
  • 学会等名: 第12回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] 脳を再生できるプラナリア・イモリに学ぶ脳再生のメカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上武
  • 学会等名: 第12回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] EvoDevo and Regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Agata Kiyokazu
  • 学会等名: INTERNATIONAL SYMPOSIUM"EVOLUTIONARY SYSTEMS BIOLOGY"
  • 発表場所: Heidelberg Uniersity (Germany)
• [学会発表] The analysis on pattern formation of the joint during newt limb regeneration (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi R, Takemura S, Hirayama M, Urata Y, Yamashita W, Inoue T, Agata K
  • 学会等名: 日本発生生物学会第46回大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] Comprehensive Analysis of Time-course of Gene Expression Pattern during Forelimb Regeneration in Newt Cynops pyrrhogaster (2013)
  • 著者名/発表者名: Takemura S, Tsutsumi R, Hirayama M, Urata Y, Michibayashi C, Yamashita W, Inoue T, Agata K
  • 学会等名: 日本発生生物学会第46回大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] Studies on regeneration of the dopaminergic neuron in newts, Cynops pyrrhogaster (2013)
  • 著者名/発表者名: Urata Y, Yamashita W, Tsutsumi R, Takemura S, Hirayama M, Inoue T, Agata K
  • 学会等名: 日本発生生物学会第46回大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] In vitro analysis of the neural stem cells in newt Cynops phyrrhogaster (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita W, Urata Y, Michibayashi C, Tsutsumi R, Takemura S, Hirayama M, Inoue T, Agata K
  • 学会等名: 日本発生生物学会第46回大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根県松江市）
• [学会発表] Molecular basis of principles of regeneration :distalization and intercalation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Agata Kiyokazu
  • 学会等名: 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cancun Center (Cancun, Mexico)
• [学会発表] Restoration of the brain function during brain regeneration in planarian and newt. (2013)
  • 著者名/発表者名: Inoue Takeshi
  • 学会等名: 17th International Congress of Developmental Biology
  • 発表場所: Cancun Center (Cancun, Mexico)
• [学会発表] Characterization of the lineage of neural stem cells in newts (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下航、浦田悠子、堤璃水、前田祐伽、武村翔太、平山実季、井上武、阿形清和
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [学会発表] アカハライモリの前肢再生過程における遺伝子発現の変化についての解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武村翔太、川口恵里、井上武、阿形清和
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [学会発表] Comparative studies on ependymal cells in the dopaminergic neuron regeneration in a newt, Cynops pyrrhogaster and a frog, Xenopus tropicalis (2013)
  • 著者名/発表者名: 浦田悠子
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [学会発表] イモリ四肢関節構造を再生するメカニズムの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堤 璃水、武村翔太、平山実季、浦田悠子、山下航、前田祐伽、井上武、阿形清和
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
• [学会発表] イモリ中脳再生の初期過程における組織学的・分子学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 道林千晶
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 無性生殖と有性生殖の両刀使いの生物学的意義ー環境適応を可能にする多能性幹細胞システムー (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿形清和
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス（大阪府）
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Transgenic analysis of mesencephalic dopaminergic neuron regeneration in a newt, Cynops pyrrhogaster (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuko Urata
  • 学会等名: Joint Meeting of The 45thAnnual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists ＆ The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: Kobe International Conference Center（兵庫県）
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] 脳再生機構解明のためのノックアウトイモリの未来 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿形清和、井上武、浦田悠子、佐久間哲史、道林千晶、堤璃水、武村翔太、山本卓
  • 学会等名: 第1回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島大学・東広島市
  • 年月日: 2012-02-28
• [学会発表] Studies on ERK signaling activity during regeneration in newts (2011)
  • 著者名/発表者名: 堤璃水、武村翔太、浦田悠子、道林千晶、井上武、阿形清和
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜・横浜市
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] How to Convert Non-regenerative Animals to Regenerative Ones? (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Agata, J.Tasaki, M.Hrouda, Y.Umesono
  • 学会等名: The 21th CDB Meeting The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)
  • 発表場所: RIKEN CDB・神戸市(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] Development of a Strategies for Future Brain Therapy : Lessons from Planarian and Newt Brain (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Inoue, K.Nishimura, Y.Urata, C.Michibayashi, K.Agata
  • 学会等名: The 21th CDB Meeting The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)
  • 発表場所: RIKEN CDB・神戸市(招待講演)
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Analysis of ERK Signaling during Lens Regeneration in Newts (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Tsutsumi, S.Takemura, C.Michibayashi, T.Inoue, K.Agata
  • 学会等名: The 21th CDB Meeting The 1st CDB-Regeneration Biology Study Group meeting from Regeneration Biology to Regenerative Medicine (I)
  • 発表場所: RIKEN CDB・神戸市
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] The analysis of signaling ativities during regeneration in newt using a transgenic thchnique (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsutsumi R., Urata Y., Inoue T., Agata K.
  • 学会等名: EMBO Conferemce Series 3rd in a series <Molecular and cellular basis of regeberation & tissue repair
  • 発表場所: ポルトガルセジンブラ
  • 年月日: 2010-09-29
• [備考] 新学術領域研究 三次元構造を再構築する再生原理の解明
  • URL: http://reg.biol.sci.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 新学術領域研究 三次元構造を再構築する再生原理の解明
  • URL: http://reg.biol.sci.kyoto-u.ac.jp/
• [備考] 分子発生学講座
  • URL: http://mdb.biophys.kyoto-u.ac.jp/