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四肢再生と皮膚の完全再生を可能にしている共通原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04790
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関弘前大学

研究代表者

横山 仁  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (90455816)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード再生 / 四肢 / 皮膚 / 両生類 / 発生・分化 / 細胞・組織 / 動物 / 器官再生 / 発現制御
研究成果の概要

両生類のツメガエルは四肢を切断されると再生芽を形成し、その後に四肢を再生する。さらに皮膚を深層の真皮まで傷つけられても瘢痕(傷あと)を残さず、皮膚構造をほぼ完全に再生する。本研究ではまずGFPによる細胞標識により、ツメガエルの皮膚再生では創傷後に皮下の領域から移動してきた再生芽様の細胞が傷口に集積し、皮膚再生に寄与することを発見した。次いでイベリアトゲイモリにおいても皮膚の完全再生が起きることを共同研究者とともに示した。さらに網羅的な発現解析を実施して四肢再生と皮膚再生の両方で発現が活性化する遺伝子群を特定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト(哺乳類)の場合は四肢を再生できないのはもちろん、皮膚が真皮まで傷ついた際にも再生できず、瘢痕を形成して傷口をふさぐ。瘢痕は元の皮膚の機能を代替できない上に外見も損なうため、瘢痕を残さない皮膚再生の実現が強く望まれている。皮膚を再生する両生類において再生に寄与する細胞が皮下から移動してくるという発見は、皮膚再生のメカニズムの解明と四肢再生との共通性の解明の両方において大きな意義を持つ。本研究でなされた四肢再生と皮膚再生での共通性の解明は、瘢痕のない皮膚再生を将来哺乳類で実現し、更にそこから四肢再生へのステップアップを目指す上での重要な指針になる。

報告書

(5件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Chromatin dynamics underlying the precise regeneration of a vertebrate limb - Epigenetic regulation and cellular memory2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Shinichi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 97 ページ: 16-25

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2019.04.006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insights regarding skin regeneration in non-amniote vertebrates: Skin regeneration without scar formation and potential step-up to a higher level of regeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Abe Gembu、Hayashi Toshinori、Yoshida Keigo、Yoshida Takafumi、Kudoh Hidehiro、Sakamoto Joe、Konishi Ayumi、Kamei Yasuhiro、Takeuchi Takashi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 100 ページ: 109-121

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2019.11.014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wound repair, remodeling, and regeneration.2018

    • 著者名/発表者名
      Bando T, Yokoyama H, Nakamura H.
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 60 号: 6 ページ: 303-305

    • DOI

      10.1111/dgd.12566

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skin regeneration of amphibians: A novel model for skin regeneration as adults2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Hitoshi、Kudo Nanako、Todate Momoko、Shimada Yuri、Suzuki Makoto、Tamura Koji
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 60 号: 6 ページ: 316-325

    • DOI

      10.1111/dgd.12544

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared laser-mediated gene induction at the single-cell level in the regenerating tail of Xenopus laevis tadpoles2018

    • 著者名/発表者名
      Riho Hasugata, Shinichi Hayashi, Aiko Kawasumi-Kita, Joe Sakamoto, Yasuhiro Kamei, Hitoshi Yokoyama
    • 雑誌名

      Cold Spring Harb Protoc

      巻: 印刷中 号: 12 ページ: 101014-101014

    • DOI

      10.1101/pdb.prot101014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upstream regulation for initiation of restricted Shh expression in the chick limb bud.2017

    • 著者名/発表者名
      Haruka Matusbara
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 417-430

    • DOI

      10.1002/dvdy.24493

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cells from subcutaneous tissues contribute to scarless skin regeneration in Xenopus laevis froglets2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka-Yamaguchi Rina、Kawasumi-Kita Aiko、Kudo Nanako、Izutsu Yumi、Tamura Koji、Yokoyama Hitoshi
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 246 号: 8 ページ: 585-597

    • DOI

      10.1002/dvdy.24520

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 傷あとを残さない皮膚再生 -カエルで明らかになった皮膚再生を可能にする細胞の起源2017

    • 著者名/発表者名
      横山仁
    • 雑誌名

      academist Journal

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Amphibian model animals for life science with special reference to skin regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Yokoyama
    • 学会等名
      Workshop for Agriculture and Life Science Study in Hirosaki University 2021(オンライン)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activation process of limb-specific distal enhancer (MFCS1) of shh (sonic hedgehog) in developing and regenerating limb of Xenopus laevis2021

    • 著者名/発表者名
      Reimi Tada, Takuya Higashidate, Shoma Ishikawa, Akane Kawaguchi, Nayuta Yakushiji, Haruki Ochi, Hajime Ogino, Koji Tamura, Hitoshi Yokoyama
    • 学会等名
      Workshop for Agriculture and Life Science Study in Hirosaki University 2021(オンライン)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ツメガエルの四肢再生から探る、器官の再生能力の差を生む原因 -両生類の再生研究の近代化に向けての試行錯誤- シンポジウム テクノロジーが切り開く「シン・再生研究」2020

    • 著者名/発表者名
      横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会 第91回大会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Local induction of shh expression alters limb development and regeneration in Xenopus laevis2019

    • 著者名/発表者名
      Riho Hasugata, Takuya Kobayashi, Haruki Ochi, Koji Tamura, Hitoshi Yokoyama
    • 学会等名
      日本発生生物学会 第52回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 器官再生を実現する手がかりをXenopusから探る -異分野との融合は本当に可能か?2019

    • 著者名/発表者名
      横山仁
    • 学会等名
      第2回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエルにおけるShhの四肢特異的遠位エンハンサー・MFCS1の活性化プロセスの解析 ―発生と再生での比較―2019

    • 著者名/発表者名
      多田玲美,東館拓也,石川奨馬,川口茜,薬師寺那由他,越智陽城,荻野肇,田村宏治,横山仁
    • 学会等名
      第2回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hippoシグナル経路に関わる転写因子、Teadの機能活性化とツメガエルの四肢再生能力との関連2019

    • 著者名/発表者名
      成澤勇斗,林真一,越智陽城,蓮潟里帆,嶋田侑莉,田村宏冶,横山仁
    • 学会等名
      第2回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの四肢再生における背腹軸形成機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田侑莉,越智陽城,横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 局所的なshhの発現誘導によるツメガエルの四肢のパターン形成への影響2018

    • 著者名/発表者名
      蓮潟里帆, 小林託也, 越智陽城, 田村宏治, 横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの四肢再生における背腹軸形成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田侑莉,越智陽城,横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 器官再生の原理をXenopusから探る -なぜ両生類は皮膚や四肢を再生できるのか-2018

    • 著者名/発表者名
      横山仁
    • 学会等名
      第1回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 局所的なshhの発現誘導によるXenopusの四肢のパターン形成への影響2018

    • 著者名/発表者名
      蓮潟里帆, 小林託也, 越智陽城, 田村宏治, 横山仁
    • 学会等名
      第1回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの四肢再生における背腹軸形成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田侑莉,越智陽城,横山仁
    • 学会等名
      第1回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Infrared Laser-Mediated Gene Induction at the Single-Cell Level in the Regenerating Tail of Xenopus laevis Tadpoles2018

    • 著者名/発表者名
      Hasugata, R., S. Hayashi, A. Kawasumi-Kita, J. Sakamoto, Y. Kamei, H. Yokoyama
    • 学会等名
      Agriculture and Life Science Seminar in Hirosaki University with the partner Universities
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of dorsal-ventral axis formation in limb regeneration of Xenopus laevis2018

    • 著者名/発表者名
      Shimada, Y., H. Yokoyama
    • 学会等名
      Agriculture and Life Science Seminar in Hirosaki University with the partner Universities
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 両生類における局所的な遺伝子発現操作の現状について2018

    • 著者名/発表者名
      横山仁, 蓮潟里帆, 越智陽城, 成澤勇斗, 小林託也, 田村宏治
    • 学会等名
      第12回日本ツメガエル研究集会・第4回次世代両生類研究会 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの四肢再生における背腹軸形成機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田侑莉, 越智陽城, 横山仁
    • 学会等名
      第12回日本ツメガエル研究集会・第4回次世代両生類研究会 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ツメガエル幼生における局所的な遺伝子発現誘導技術の確立2017

    • 著者名/発表者名
      蓮潟里帆, 小林託也, 越智陽城, 田村宏治, 横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの器官再生から見た立体器官の再生メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      横山仁, 蓮潟里帆,林真一,川住愛子, 亀井保博
    • 学会等名
      第3回次世代両生類研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ツメガエルの四肢における局所的な遺伝子発現誘導技術の確立2017

    • 著者名/発表者名
      蓮潟里帆, 小林託也, 越智陽城, 田村宏治, 横山仁
    • 学会等名
      日本動物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アフリカツメガエルの皮膚再生と四肢再生 -立体的な器官再生の実現に向けての新たな実験ツール-2017

    • 著者名/発表者名
      横山仁
    • 学会等名
      日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 瘢痕を残さない皮膚再生には皮下組織が寄与する -J系統を用いた細胞運命の追跡-2017

    • 著者名/発表者名
      大塚理奈、川住愛子、工藤奈々子、井筒ゆみ、田村宏治、横山仁
    • 学会等名
      第11回日本ツメガエル研究集会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/hitoshi-yokoyama/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 横山仁 准教授 ‐ 弘前大学農学生命科学部

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/hitoshi-yokoyama/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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