マクロファージにより活性化される脱分化誘導因子のエピジェネティックな発現制御

• 研究課題/領域番号: 18K06184
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43050:ゲノム生物学関連
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 板東 哲哉 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (60423422)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: コオロギ / 再生 / 再生芽細胞 / マクロファージ / Toll / Toll受容体 / TLR / エピゲノム / 再生芽 / 脱分化 / 昆虫

研究成果の概要

フタホシコオロギは切断された脚を元どおりに再生できる。失われた器官の再生には再生芽の形成が必要であり、再生芽細胞は分化した細胞が脱分化した細胞であるが、再生芽の形成については不明な点が多い。コオロギの脚再生過程では、脚の切断により傷害された細胞に由来するデブリがToll受容体を発現するプラズマ細胞（昆虫のマクロファージ）に受容されていた。プラズマ細胞は創傷部位へと遊走してサイトカインを産生することでJak/STATシグナルを活性化させ、細胞増殖を亢進させて再生芽の形成を促進することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な生物の器官再生に、免疫細胞の一種であるマクロファージが重要であることが分かっているが、マクロファージが器官再生を促進する詳細なメカニズムは不明であった。我々は、Toll受容体シグナルが昆虫のマクロファージの遊走を促進することがきっかけとなり、器官再生が促進されることを見出した。これまで無関係と思われていた器官の再生と個体の免疫の関連を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Toll signalling promotes blastema cell proliferation during cricket leg regeneration via insect macrophages (2022)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Bando, Misa Okumura, Yuki Bando, Marou Hagiwara, Yoshimasa Hamada, Yoshiyasu Ishimaru, Taro Mito, Eri Kawaguchi, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata, Sumihare Noji, Hideyo Ohuchi
  • 雑誌名: Development 巻: 149(8) 号: 8 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1242/dev.199916
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Insights into the genomic evolution of insects from cricket genomes (2021)
  • 著者名/発表者名: Guillem Ylla, Taro Nakamura, Takehiko Itoh, Rei Kajitani, Atsushi Toyoda, Sayuri Tomonari, Tetsuya Bando, Yoshiyasu Ishimaru, Takahito Watanabe, Masao Fuketa, Yuji Matsuoka, Austen A. Barnett, Sumihare Noji, Taro Mito & Cassandra G. Extavour
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 733-733
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02197-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] フタホシコオロギが解き明かす免疫と再生の思いがけない関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 板東 哲哉, 奥村 美紗, 濱田 良真, 大内 淑代
  • 雑誌名: 昆虫と自然 巻: 57 ページ: 33-36
• [雑誌論文] Dkk3/REIC, an N-glycosylated Protein, Is a Physiological Endoplasmic Reticulum Stress Inducer in the Mouse Adrenal Gland (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujita, H., Bando, T., Oyadomari, S., Ochiai, K., Watanabe, M., Kumon, H. & Ohuchi, H.
  • 雑誌名: Acta Medica Okayama 巻: 74 号: 3 ページ: 199-208
  • DOI: 10.18926/AMO/59950
  • NAID: 120006862792
  • URL: https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/59950
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fgf10-CRISPR mosaic mutants demonstrate the gene dose-related loss of the accessory lobe and decrease in the number of alveolar type 2 epithelial cells in mouse lung (2020)
  • 著者名/発表者名: Habuta, M., Yasue, A., Suzuki, K. I. T., Fujita, H., Sato, K., Kono, H., Takayama, A., Bando, T., Miyaishi, S., Oyadomari, S., Tanaka, E. & Ohuchi, H.
  • 雑誌名: PloS one 巻: 15 号: 10 ページ: e0240333-e0240333
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0240333
  • NAID: 120006959727
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional analysis of Pdp1 and vrille in the circadian system of a cricket (2020)
  • 著者名/発表者名: Narasaki-Funo, Y., Tomiyama, Y., Nose, M., Bando, T. & Tomioka, K.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 巻: 127 ページ: 104156-104156
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2020.104156
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of clockwork orange in the circadian clock of the cricket Gryllus bimaculatus (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama, Y., Shinohara, T., Matsuka, M., Bando, T., Mito, T. & Tomioka, K.
  • 雑誌名: Zoological Letters 巻: 6 号: 1 ページ: 12-12
  • DOI: 10.1186/s40851-020-00166-4
  • NAID: 120006937503
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Localization of the ultraviolet-sensor Opn5m and its effect on myopia-related gene expression in the late-embryonic chick eye. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato M, Sato K, Habuta M, Fujita H, Bando T, Morizane Y, Shiraga F, Miyaishi S, Ohuchi H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Rep. 巻: 19 ページ: 100665-100665
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2019.100665
  • NAID: 120006733898
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dickkopf3 (Dkk3) is required for maintaining the integrity of secretory vesicles in the mouse adrenal medulla. (2019)
  • 著者名/発表者名: Habuta M, Fujita H, Sato K, Bando T, Inoue J, Kondo Y, Miyaishi S, Kumon H, Ohuchi H.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 巻: 379 号: 1 ページ: 157-167
  • DOI: 10.1007/s00441-019-03113-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of limb regeneration: insights from regenerating legs of the cricket Gryllus bimaculatus. (2018)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Mito T, Hamada Y, Ishimaru Y, Noji S, Ohuchi H.
  • 雑誌名: The International Journal of Developmental Biology 巻: 62 ページ: 559-569
  • 査読あり
• [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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein signaling in distal patterning and intercalation during leg regeneration of the cricket, Gryllus bimaculatus. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Y, Bando T, Ohuchi H, Noji S, Mito T.
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 60 号: 6 ページ: 377-386
  • DOI: 10.1111/dgd.12560
  • NAID: 120007168253
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel photic entrainment mechanism for the circadian clock in an insect: involvement of c-fos and cryptochromes (2018)
  • 著者名/発表者名: Kutaragi Y, Tokuoka A, Tomiyama Y, Nose M, Watanabe T, Bando T, Moriyama Y, Tomioka K.
  • 雑誌名: Zoological Letters 巻: 4 号: 1 ページ: 26-26
  • DOI: 10.1186/s40851-018-0109-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Toll受容体と活性酸素による昆虫の器官再生の制御 (2022)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、奥村美紗、大内淑代
  • 学会等名: 第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] NADPH oxidasesによるコオロギ脚再生の制御メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、奥村美紗、大内淑代
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会（MBSJ2021）
• [学会発表] 昆虫脚再生におけるToll様受容体とCD36による再生芽細胞の増殖の制御 (2021)
  • 著者名/発表者名: 板東 哲哉、奥村 美紗、大内 淑代
  • 学会等名: 第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回 日本生理学会大会 合同大会
• [学会発表] Toll様受容体とスカベンジャー受容体CD36による昆虫の器官再生メカニズム (2020)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉，奥村美紗，坂東優希，萩原万優，大内淑代
  • 学会等名: 第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Toll受容体によるコオロギ脚再生の促進メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥村美紗、板東哲哉、坂東優希、萩原万優、大内淑代
  • 学会等名: 第４２回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Innate immunity signaling pathways promote leg regeneration in the cricket (2018)
  • 著者名/発表者名: Bando T, Okumura M, Hagiwara M, Hamada Y, Mito T, Noji S, Ohuchi H.
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会 第51回日本発生生物学会 合同大会
• [学会発表] マクロファージによる器官再生の促進：昆虫の脚再生をモデルとして (2018)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉，奥村美紗，坂東優希，萩原万優子，濱田良真，大内淑代
  • 学会等名: 日本解剖学会 第７３回中国・四国支部学術集会
• [学会発表] 極性分子複合体はコオロギ脚再生に必要である (2018)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、濱田良真、三戸太郎、野地澄晴、大内淑代
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [備考] 免疫に働くToll受容体がコオロギの再生を促進するメカニズムを解明
  • URL: https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id900.html
• [備考] Okayama University Medical Research Updates
  • URL: https://www.okayama-u.ac.jp/tp/news/news_id11026.html