体細胞系列の選択的な発生をもたらすエピブラストの領域化と転写制御ネットワーク

• 研究課題/領域番号: 17H03688
• 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: 京都産業大学
• 研究代表者: 近藤 寿人 京都産業大学, 総合学術研究所, 科研費研究員 (70127083)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2017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: エピブラスト / 体細胞発生 / 神経系 / 内胚葉 / 転写因子 / 幹細胞 / ニワトリ胚 / マウス胚 / 領域特性 / 神経幹細胞 / 内胚葉前駆体 / 原腸陥入 / 細胞分化

研究成果の概要

体を構成する多様な体細胞は全て、「エピブラスト」と呼ばれる細胞集団から発生する。神経系と内胚葉組織を中心に、体細胞の発生初期過程を研究した。
前部エピブラストには、早期から領域性があり、それらが前部中内胚葉に集合して脳原基を形成するのと並行して、脳部域（前・中・後脳）も確立される。脊髄を含めた神経系全体での領域性の成立には、Wntシグナルが関わっている。次いで転写因子SOX2とZIC2が作用する過程によって神経組織が発生する。
内胚葉原基の成立には、SOX17発現エピブラスト細胞が基底膜と相互作用することが重要である。前部内胚葉の食道と気管への分離には、SOX2による気管発生の抑制が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの胚発生では、受精後１ヶ月の間に、エピブラストという体細胞全体の前駆体から様々な体細胞組織の原基が発生し成立する。胚発生の最も重要な時期である。この時期の発生が順調に進行しないと、さまざまな先天異常の原因にもなる。この時期の胚発生の主要なプロセス、ニワトリ胚、マウス胚、マウス胚から樹立したエピブラスト幹細胞株を用いて研究した。

研究成果

• [国際共同研究] Emory University of Medicine(米国)
• [雑誌論文] The formation of multiple pituitary pouches from the oral ectoderm causes ectopic lens development in hedgehog signaling-defective avian embryos. (2020)
  • 著者名/発表者名: Taira Y, Ikuta Y, Inamori S, Nunome M, Nakano M, Suzuki T, Matsuda Y, Tsudzuki M, Teramoto M, Iida H, Kondoh H.
  • 雑誌名: Developmental Dynamics 巻: 249 号: 12 ページ: 1425-1439
  • DOI: 10.1002/dvdy.222
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling early stages of endoderm development in epiblast stem cell aggregates with supply of extracellular matrices. (2020)
  • 著者名/発表者名: Inamori S, Fujii M, Satake S, Iida H, Teramoto M, Sumi T, Meno C, Ishii Y, Kondoh H.
  • 雑誌名: Dev Growth Differ. 巻: － 号: 4 ページ: 243-259
  • DOI: 10.1111/dgd.12663
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sox2 gene regulation via the D1 enhancer in embryonic neural tube and neural crest by the combined action of SOX2 and ZIC2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Iida Hideaki、Furukawa Yoko、Teramoto Machiko、Suzuki Hitomi、Takemoto Tatsuya、Uchikawa Masanori、Kondoh Hisato
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: In press 号: 4 ページ: 242-256
  • DOI: 10.1111/gtc.12753
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The absence of SOX2 in the anterior foregut alters the esophagus into trachea and bronchi in both epithelial and mesenchymal components (2020)
  • 著者名/発表者名: Teramoto Machiko、Sugawara Ryo、Minegishi Katsura、Uchikawa Masanori、Takemoto Tatsuya、Kuroiwa Atsushi、Ishii Yasuo、Kondoh Hisato
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 9 ページ: 048728-048728
  • DOI: 10.1242/bio.048728
  • NAID: 120006859990
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cooperation of Sall4 and Sox8 transcription factors in the regulation of the chicken Sox3 gene during otic placode development (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Yu、Nishimura Naoko、Matsuda Kazunari、Ranawakage Deshani C.、Kamachi Yusuke、Kondoh Hisato、Uchikawa Masanori
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 60 号: 3 ページ: 133-145
  • DOI: 10.1111/dgd.12427
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of ZIC2 in Regulation of Pluripotent Stem Cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondoh Hisato
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 1046 ページ: 339-351
  • DOI: 10.1007/978-981-10-7311-3_17
  • ISBN: 9789811073106, 9789811073113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nasal and otic placode specific regulation of Sox2 involves both activation by Sox-Sall4 synergism and multiple repression mechanisms (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugahara Satoko、Fujimoto Tooru、Kondoh Hisato、Uchikawa Masanori
  • 雑誌名: Developmental biology 巻: 433 号: 1 ページ: 61-74
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2017.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancer Analyses Using Chicken Embryo Electroporation (2017)
  • 著者名/発表者名: Uchikawa Masanori、Nishimura Naoko、Iwafuchi-Doi Makiko、Kondoh Hisato
  • 雑誌名: Methods in molecular biology (Clifton, N.J.) 巻: 1650 ページ: 191-202
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7216-6_12
  • ISBN: 9781493972159, 9781493972166
  • 査読あり
• [雑誌論文] ChIP-seq analysis of genomic binding regions of five major transcription factors highlights a central role for ZIC2 in the mouse epiblast stem cell gene regulatory network (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Kazunari、Mikami Tomoyuki、Oki Shinya、Iida Hideaki、Andrabi Munazah、Boss Jeremy M.、Yamaguchi Katsushi、Shigenobu Shuji、Kondoh Hisato
  • 雑誌名: Development 巻: 144 ページ: 1948-1958
  • DOI: 10.1242/dev.143479
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] The formation of multiple pituitary pouches from the oral ectoderm in hedgehog signaling-defective avian embryos causing ectopic lens development (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuki Taira, Yuya Ikuta, Machiko Teramoto, Mitsuo Nunome, Mikiharu Nakano, Takayuki Suzuki, Yoichi Matsuda, Masaoki Tsudzuki, Hideaki Iida, Hisato Kondoh
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of JSDB
  • 国際学会
• [学会発表] Live imaging of avian epiblast development using randomly or selectively marked cell populations (2020)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh, Hideaki Iida, Koya Yoshihi, Kagayaki Kato
  • 学会等名: 53rd Annual Meeting of JSDB
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Possible Sox2 autoregulation involving POU partner factors in the establishment of embryonic neural primordia (2019)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Iida , Masanori Uchikawa, Hisato Kondoh
  • 学会等名: 52nd Annunal Meeting of Japanese Society of Developmental Biologists
  • 国際学会
• [学会発表] Endodermal SOX2 expression determines the esophagus character of the anterior foregut in both epithelial and mesenchymal components (2019)
  • 著者名/発表者名: Machiko Teramoto, Ryo Sugawara, Atsushi Kuroiwa, Yasuo Ishii, Hisato Kondoh
  • 学会等名: 52nd Annunal Meeting of Japanese Society of Developmental Biologists
  • 国際学会
• [学会発表] A new fate map and anterior mesendoderm-dependent regulation of brain precursor development determined via live imaging of avian embryos (2019)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh, Koya Yoshihi, Hideaki Iida, Machiko Teramoto, Kagayaki Kato
  • 学会等名: 52nd Annunal Meeting of Japanese Society of Developmental Biologists
  • 国際学会
• [学会発表] Changing SOX partners during the developmental progression of stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh
  • 学会等名: Vth International SOX Research Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光褪色後蛍光回復法（FRAP）による神経幹細胞内のSOX2のパートナー転写因子との相互作用の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 優作, 中村 香絵, 三上 智之, 近藤 寿人
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 単一エンハンサー内でのSOX2-ZIC2、SOX2-PAX3の２つの転写因子相互作用によって、Sox2遺伝子が神経系と神経堤で活性化される (2019)
  • 著者名/発表者名: 飯田 英明, 内川 昌則, 近藤 寿人
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Modeling node-proximal gastrulation in epiblast stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Mai Fujii, Sachiko Inamori, Machiko Teramoto, Hideaki Iida, Hisato Kondoh
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 食道上皮でのSOX2発現が失われると、上皮だけでなく間充織までも気管と気管支に変わる (2019)
  • 著者名/発表者名: 寺元 万智子, 菅原 諒, 黒岩 厚, 石井 泰雄, 近藤 寿人
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] A new live imaging technique of avian embryos determining a revised fate map and mesendoderm-dependent gathering of brain precursors (2019)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh, Koya Yoshihi, Machiko Teramoto, Hideaki Iida, Kagayaki Kato
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Mechanisms underlying lens transdifferentiation from neural retina and pituitary (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh
  • 学会等名: Gordon Research Conference Visual System Development: Genetics, Genomics, and Evolution of the Eye
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Live imaging of node graft and host cells to establish its role in head development (2018)
  • 著者名/発表者名: Koya Yoshihi, Kagayaki Kato, Hisato Kondoh
  • 学会等名: Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of a pan-neural Sox2 enhancer D1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Iida, Masanori Uchikawa, Hisato Kondoh
  • 学会等名: Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
  • 国際学会
• [学会発表] SOX2-dependent determination of tissue identities in the foregut (2018)
  • 著者名/発表者名: Machiko Teramoto, Ryo Sugawara, Atsushi Kuroiwa, Yasuo Ishii, Hisato Kondoh
  • 学会等名: Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
  • 国際学会
• [学会発表] The pairing interaction dynamics of the transcription factor SOX2 with partner factors (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh
  • 学会等名: International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanisms underlying lens transdifferentiation in neural retina cells and pituitary precursors (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh
  • 学会等名: XXIII Biennial Meeting of the International Society for Eye Research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A drastic change in the major regulatory TFs from SOX2- POU5F1 to ZIC2-OTX2 in the pluripotent stem cells representing pre-implantation and post-implantation stages (2018)
  • 著者名/発表者名: Hisato Kondoh
  • 学会等名: EMBO Workshop: Molecular Mechanisms of Developmental and Regenerative Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] D1エンハンサーによる、胚の中枢神経系と頭部神経堤におけるSox2発現の制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 飯田 英明、内川 昌則、近藤 寿人
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 内胚葉で発現されるSOX2が前腸の上皮と間充織の双方を食道に発生させる (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺元 万智子、菅原 諒、黒岩 厚、石井 泰雄、近藤 寿人
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] エピブラスト幹細胞を用いて、着床後に体細胞系列が生み出される機構を研究する (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤 寿人、中村 香絵、渡邊 優作、藤井 麻衣、稲森 祥子、飯田 英明
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] SOX2-dependent determination of tissue identity in the foregut. (2017)
  • 著者名/発表者名: Teramoto M, Sugawara R, Ishii Y, Kuroiwa A, Kondoh H.
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] A drastic change in the major regulatory TFs from SOX2-POU5F1 to ZIC2-OTX2 in the pluripotent stem cells representing pre-implantation and post-implantation stages. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kondoh H, Matsuda K, Oki S, Shigenobu S.
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] エピブラスト幹細胞株から樹立された領域特性をもつ神経幹細胞株の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村香絵、Boitet C、吉氷康矢、飯田英明、近藤寿人
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] Foxa2とともにnEGFPを発現するエピブラスト幹細胞を用いた、初期発生過程の研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲森祥子、石井泰雄、近藤寿人
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] ヘンゼン結節は脊索前板の発生を介して、Otx2を発現するエピブラストに頭部を形成させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉氷康矢、近藤寿人
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] Sox2の神経系での発現を制御するD1エンハンサーの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 飯田英明、内川昌則、近藤寿人
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] SOX2-dependent determination of tissue identity in the foregut. (2017)
  • 著者名/発表者名: Teramoto M, Sugawara R, Ishii Y, Kuroiwa A, Kondoh H.
  • 学会等名: ISDB 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Roles for ZIC2 in the regulation of epiblast stem cells and embryonic stem cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kondoh H, Matsuda K, Oki S, Shigenobu S.
  • 学会等名: ISDB 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Embryonic region-dependent development and interactions of grafted Hensen’s node with host tissues: reconsideration of organizer model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kondoh H, Yoshihi K.
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese society of Developmental Biologists.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Intrinsic lens potential of neural retina inhibited by Notch signaling as the cause of “lens transdifferentiation”. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iida H, Ishii Y, Kondoh H.
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese society of Developmental Biologists.
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of neural progenitor cells lines with defined regional specificities from EpiSCs. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Boitet C, Satake S, Yoshihi K, Iida H, Ishii Y, Kondoh H.
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese society of Developmental Biologists.
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment and use of a new epiblast stem cell line marking Foxa2 expression with GFP. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inamori S, Ishii Y, Kondoh H.
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese society of Developmental Biologists.
  • 国際学会
• [学会発表] SOX2-dependent determination of tissue identity in the foregut. (2017)
  • 著者名/発表者名: Teramoto M, Sugawara R, Ishii Y, Kuroiwa A, Kondoh H.
  • 学会等名: 50th Annual Meeting of the Japanese society of Developmental Biologists.
  • 国際学会
• [備考] 再生医療の地図を描くエピブラスト幹細胞
  • URL: https://www.kyoto-su.ac.jp/faculty/professors/nls/ahcetq00000023w2-att/st_kondo.pdf
• [備考] Laboratory of Developmental Biology 発生生物学研究室
  • URL: https://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~i1659235/HKlab/index.html
• [備考] SOX2に導かれた発生の遺伝子制御への道
  • URL: https://www.kyoto-su.ac.jp/graduate/g_ls/kenkyu/kondo.html
• [備考] 教員紹介 教授 近藤寿人
  • URL: https://www.kyoto-su.ac.jp/graduate/g_ls/kyoin/kondo.html