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将来の疾患発症・老化に関わる動物胚における不良細胞の出現および除去機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15085
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

龝枝 佑紀  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (20770514)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード細胞競合 / 胚発生 / ゼブラフィッシュ / ターコイズキリフィッシュ / イメージング
研究開始時の研究の概要

1つの受精卵から細胞分裂を繰り返して私たちの体は作り上げられる。この胚発生の過程では、DNA変異などにより不良細胞が生じてしまう。こうした異常をもつ不良細胞は、将来の健康へ影響しうる。我々は免疫システム形成前の初期胚組織が不良細胞を積極的に除去する能力を備えていることを発見した。しかしながら、胚発生において不良細胞の出現・除去機構の詳細は分かっていない。さらに除去機構を回避した不良細胞が個体の生涯を通して健康に影響し、疾患発症や老化、寿命に関わるのかは不明である。そこで本研究では、ゼブラフィッシュなどを用いて、胚発生時に生じる不良細胞の出現・除去機構さらに疾患発症・老化との関係の解明を目指す。

研究実績の概要

1つの受精卵から細胞分裂を繰り返して私たちの体は作り上げられる。この胚発生の過程では、DNA変異などにより不良細胞が生じてしまう。こうした異常をもつ不良細胞は、将来の健康へ影響しうる。我々は免疫システム形成前の初期胚組織が不良細胞を積極的に除去する能力を備えていることを発見した。しかしながら、胚発生において不良細胞の出現・除去機構の詳細は分かっていない。さらに除去機構を回避した不良細胞が個体の生涯を通して健康に影響し、疾患発症や老化、寿命に関わるのかは不明である。そこで本研究ではゼブラフィッシュなどを用いて、胚発生時に生じる不良細胞の出現・除去機構さらに疾患発症・老化との関係の解明を目指す。
研究計画(1) 胚発生における不良細胞の出現機構の解明:現在までに正常なゼブラフィッシュ胚において不良細胞が自然発生することとそれらの多くが隣接する正常細胞群によりアポトーシスを誘導されて除去されることを発見している。しかしながら、これらの不良細胞が生じる原因は不明である。WGS解析からゲノム変異が不良細胞の出現機構の1つであることが明らかになった。
研究計画(2) 不良細胞の除去機構の全貌解明:不良細胞に隣接する正常細胞群がどのように不良細胞と感知した後に、アポトーシス誘導を不良細胞に促すのかは全く明らかにできていない。そこで、不良細胞除去機構の全貌を明らかにするために、不良細胞に隣接する正常細胞のトランスクリプトーム解析をを実施し、候補遺伝子のなかから関与するいくつかの分子を見出した。
研究計画(3) 不良細胞除去機構の破綻ならびに不良細胞動態と将来の健康への影響の解明:胚発生時に生じる不良細胞の個体の将来の健康への影響を解析する。不良細胞の排除に必要な分子のKOゼブラフィッシュでは将来の健康性が損なわれていることを示唆する結果を得つつある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

おおむね予定の計画通りに研究を進められ、論文としてまとめる段階に到達したためである。

今後の研究の推進方策

引き続き以下の研究計画を進める。
研究計画(1) 胚発生における不良細胞の出現機構の解明:以前のトランスクリプトーム解析から、不良細胞に特異的に発現上昇あるいは低下する候補因子のスクリーニングから絞り込んだ不良細胞マーカーとなりうる候補遺伝子について解析を進める。
研究計画(2) 不良細胞の除去機構の全貌解明:不良細胞除去機構の全貌を明らかにするために、不良細胞に隣接する正常細胞のトランスクリプトーム解析は完了し得られた、候補遺伝子群の検証実験を進める。
研究計画(3) 不良細胞除去機構の破綻ならびに不良細胞動態と将来の健康への影響の解明:胚発生時に生じる不良細胞の個体の将来の健康への影響の解明を目指す。そのために、不良細胞の除去機構を破綻させた場合に、不良細胞の後々の組織への影響や疾患発症、老化、寿命への影響を評価する。不良細胞除去機構を破綻させるために、計画(2)で明らかになった除去機構に関わる分子を機能改変したり、あるいは不良細胞特異的に発現上昇する遺伝子を利用して強制的にアポトーシスを抑制して、不良細胞の動態と疾患発症など関係を評価する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Calcium sparks enhance the tissue fluidity within epithelial layers and promote apical extrusion of transformed cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kuromiya K, Aoki K, Ishibashi K, Yotabun M, Sekai M, Tanimura N, Iijima S, Ishikawa S, Kamasaki T, Akieda Y, Ishitani T, Hayashi T, Toda S, Yokoyama K, Lee CG, Usami I, Inoue H, Takigawa I, Gauquelin E, Sugimura K, Hino N, Fujita Y
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 40 号: 2 ページ: 111078-111078

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111078

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Zebrafish imaging reveals TP53 mutation switching oncogene-induced senescence from suppressor to driver in primary tumorigenesis2022

    • 著者名/発表者名
      Haraoka Yukinari、Akieda Yuki、Nagai Yuri、Mogi Chihiro、Ishitani Tohru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-022-29061-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel role for PRL in regulating epithelial cell density by inducing apoptosis at confluence2022

    • 著者名/発表者名
      Lohani Sweksha、Funato Yosuke、Akieda Yuki、Mizutani Kiyohito、Takai Yoshimi、Ishitani Tohru、Miki Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 135 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1242/jcs.258550

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 異常なpH環境は細胞競合を介した細胞品質管理機構を破綻させる2023

    • 著者名/発表者名
      龝枝 佑紀、石谷 太
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞競合は胚発生で自然発生するゲノムエラー細胞を除去する2023

    • 著者名/発表者名
      龝枝 佑紀、石谷 太
    • 学会等名
      細胞コミュニケーション研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 異常なpH環境は細胞競合を介した細胞品質管理機構を破綻させる2022

    • 著者名/発表者名
      龝枝 佑紀, 石谷 太
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会(日本生物物理学会共催)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Abnormal pH environment interrupts cell competition-mediated developmental robustness2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akieda, Tohru Ishitani
    • 学会等名
      68th NIBB Conference Principles of Cell Communication in Tissue
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abnormal pH environment interrupts cell competition-mediateddevelopmental robustness2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akieda, Tohru Ishitani
    • 学会等名
      17回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム・金沢国際がん生物学シンポジウム(合同開催)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Abnormal pH environment interrupts cell competition-mediated developmental robustness2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Akieda, Tohru Ishitani
    • 学会等名
      第28回小型魚類研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞品質管理機構としての細胞競合とそれを破綻させる環境要因2022

    • 著者名/発表者名
      龝枝 佑紀, 石谷 太
    • 学会等名
      第9回細胞競合コロキウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 初期胚組織はモルフォゲン勾配のノイズを感知し修復する能力を備えている2021

    • 著者名/発表者名
      龝枝 佑紀
    • 学会等名
      第59回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] モルフォゲン勾配のロバストネスの分子基盤を細胞競合から理解する2021

    • 著者名/発表者名
      松本かな子, 龝枝 佑紀, 石谷 太
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] モルフォゲン勾配のロバストネスの分子基盤を細胞競合から理解する2021

    • 著者名/発表者名
      松本かな子, 龝枝 佑紀, 石谷 太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] がん原細胞-隣接細胞間の競合的・協調的コミュニケーションを小型魚類イメージングで解き明かす2021

    • 著者名/発表者名
      原岡由喜也、龝枝佑紀、永井優里、石谷太
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Zebrafish imaging reveals TP53 mutation switching oncogene-induced senescence from suppressor to driver in primary tumorigenesis2021

    • 著者名/発表者名
      原岡由喜也、龝枝佑紀、永井優里、茂木千尋、石谷太
    • 学会等名
      The 6th International Cell Senescence Association (ICSA) Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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