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PAX2による細胞系譜境界制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03699
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分53040:腎臓内科学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

小林 明雄  熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (90840223)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2020年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード腎臓発生 / 前駆細胞 / 細胞系譜境界 / ネフロン / PAX2 / 腎臓 / 間質 / 細胞系譜解析
研究開始時の研究の概要

哺乳類の腎臓において、機能単位であるネフロンは胎児期にのみ作られ、生後新しいネフロンは生成されない。よって成体内でネフロンは増えることなく、徐々に失われていくことで腎臓病となる。本研究では、ネフロンと間質間の細胞系譜境界制御機構について、PAX2遺伝子を手がかりにすることで解明することにより、腎臓内でのネフロン再生の可能性について研究を行う。将来的に、ヒトPAX2変異であるRenal coloboma syndrome (RCS)を含む腎臓病において、ネフロン再生による腎機能回復の新しい治療法を開発することで、透析や腎移植の負担をなくすことを目指すものである。

研究成果の概要

現在、哺乳類の腎臓発生において、どのように細胞系譜境界が形成されるか不明である。これまでの研究で、マウス成体内において、転写因子PAX2の機能がネフロン前駆細胞における間質の形質を抑制することで、ネフロンと間質の間に細胞系譜境界が存在することを生体内で明らかにした。本研究によって、このPAX2機能はネフロン前駆細胞に特異的であることが明らかになった。さらに、ヒト腎臓オルガノイドにおいても、PAX2機能の一部が再現されている可能性が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

哺乳類の腎臓発生における細胞系譜境界形成の機構は不明であるが、本研究成果であるPAX2機能を手がかりに、細胞系譜境界の形成メカニズムを解き明かせる可能性が開けた。またヒト腎臓オルガノイドを用いてヒトPAX2変異であるRenal coloboma syndrome (RCS)の疾患モデルを確立することで、より良い再生医療ための知識の基礎を築き、将来的に透析・腎移植の必要性を無くし、RCSを含む腎臓病患者やその家族の負担を軽減することに繋がると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Mice Lacking Wnt9a or Wnt4 Are Prone to Develop Spontaneous Osteoarthritis With Age and Display Alteration in Either the Trabecular or Cortical Bone Compartment2022

    • 著者名/発表者名
      Teufel Stefan、Wolff Lena、Konig Ulrich、Kobayashi Akio、Behringer Richard、Hartmann Christine
    • 雑誌名

      Journal of Bone and Mineral Research

      巻: 37 号: 7 ページ: 1335-1351

    • DOI

      10.1002/jbmr.4569

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of the organotypic kidney structure by integrating pluripotent stem cell-derived renal2022

    • 著者名/発表者名
      2.Tanigawa S, Tanaka E, Miike K, Ohmori T, Inoue D, Cai C-L, Taguchi A, Kobayashi A, Nishinakamura R
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 611-611

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28226-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Building kidney organoids from pluripotent stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Akio、Nishinakamura Ryuichi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Nephrology and Hypertension

      巻: 31 号: 4 ページ: 367-373

    • DOI

      10.1097/mnh.0000000000000807

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular detection of maturation stages in the developing kidney2021

    • 著者名/発表者名
      Naganuma H, Miike K, Ohmori T, Tanigawa S, Ichikawa T, Yamane M, Eto M, Niwa H, Kobayashi A, Nishinakamura R
    • 雑誌名

      Dev Biol

      巻: 470 ページ: 62-73

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2020.11.002

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PKD1-dependent renal cytogenesis in human induced pluripotent stem cell-derived ureteric bud/collecting duct organoids2020

    • 著者名/発表者名
      Kuraoka S, Tanigawa S, Taguchi A, Hotta A, Nakazato H, Osafune K, Kobayashi A, Nishinakamura R.
    • 雑誌名

      J Am Soc Nephrol

      巻: 31 号: 10 ページ: 2355-2371

    • DOI

      10.1681/asn.2020030378

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Genetic regulation of cellular lineages in the kidney2021

    • 著者名/発表者名
      Akio Kobayashi
    • 学会等名
      The 4th KAIST-KU Workshop and Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genetic regulation of cellular lineages during kidney development"2020

    • 著者名/発表者名
      Akio Kobayashi
    • 学会等名
      The 15th International Symposium of The Institute Network for Biomedical Sciences
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] PKD1変異を有するヒトiPS細胞由来尿管芽/集合管オルガノイドにおける腎嚢胞再現

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/np107/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 発生期腎臓の成熟段階を反映する遺伝子群の同定

    • URL

      http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/np115/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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