| 研究課題/領域番号 |
22K06251
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44020:発生生物学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
松花 沙織 神戸大学, 理学研究科, 助教 (70767251)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 心臓神経堤細胞 / MafB / ニワトリ / 細胞分化 / 遺伝子発現制御機構 / 心臓形成 / 心臓発生 / 心疾患 / 遺伝子制御ネットワーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
神経堤細胞は脊椎動物の初期発生時に生じる、多分化能と移動能を合わせ持つ細胞群である。心臓神経堤細胞は神経堤細胞の中で唯一心臓中隔へ分化できる細胞であり、この分化能は心臓神経堤細胞に特有である。心臓神経堤細胞の異常・欠損は心臓神経堤細胞由来の中隔形成不全に加え、種々の心疾患を併発するがその発症機序は不明な点が多い。
心臓神経堤細胞の形成初期から特異的に発現し心臓神経堤細胞形成に必須であるMafB遺伝子を糸口に、心疾患モデルニワトリ胚を構築し心臓神経堤細胞の心臓における役割を明らかにするとともに、心臓神経堤細胞がもつ独自の分化機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
神経堤細胞は脊椎動物の初期発生時に生じる、多分化能と移動能を合わせ持つ細胞群である。心臓神経堤細胞は神経堤細胞の中で唯一心臓中隔へ分化できる細胞であり、この分化能は心臓神経堤細胞に特有である。
私たちは先行研究において、心臓神経堤細胞の形成初期から特異的に発現するMafB遺伝子が、ニワトリ胚の心臓神経堤細胞形成に必須であることを明らかにした。また、MafB遺伝子の心臓神経堤細胞特異的な発現活性を有する発現調節領域（MafB_E1）を同定した。
本研究では、心臓神経堤細胞の心臓における役割を明らかにするとともに、心臓神経堤細胞がもつ独自の分化機構を明らかにすることを目的とする。
本年度はMafBが心臓神経堤細胞の独自性を生み出しているのではないかという仮説を検証した。具体的には、心臓神経堤細胞特異的遺伝子MafBあるいはMafBと他の神経堤遺伝子を組み合わせた遺伝子群を体幹部神経堤で異所発現させたニワトリ胚を作成し、その胚に対してレポーター遺伝子の発現活性及び内在遺伝子の発現様式を解析した。レポーターには、心臓神経堤細胞では発現活性を持つが体幹部神経堤細胞では発現活性がない、MafB_E1レポーター及びSox10E2レポーター遺伝子を使用した。内在発現の解析には、心臓神経堤細胞の移動制御因子CXCR4をマーカーに用いた。
その結果、MafBのみを体幹部で異所発現させることにより、MafB_E1レポーターの発現を体幹部神経堤で引き起こせることを明らかにした。また、MafBを他の神経堤遺伝子Ets1とSox8とともに、体幹部神経堤で異所発現させることにより、Sox10E2レポーターの発現活性が見られたことに加え、心臓神経堤細胞の移動制御因子CXCR4の発現を誘導することができた。さらに、このCXCR4発現陽性の体幹部神経堤細胞がSDF1に応答する細胞性質を有していることを示した。
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| 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
MafBを含む神経堤遺伝子群を体幹部神経堤で異所発現させることにより、心臓神経堤様のCXCR4遺伝子発現様式を示した。その成果を論文として発表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
MafB、Ets1、Sox8の３つの遺伝子群を体幹部神経堤で異所発現させることにより、CXCR4の発現を誘導することができたという結果を受け、MafB, Ets1, Sox8が心臓神経堤細胞の移動性を与える因子群として機能していることが明らかとなった。それにより、これらの３つの遺伝子により体幹部神経堤細胞から心臓神経堤細胞の性質にリプログラムできている可能性が示唆された。今後は他の遺伝子発現についても解析を進めるとともに、この３遺伝子を導入した体幹部神経堤を心臓神経堤とニワトリ胚内で置換移植し、細胞分化能を正常胚を比較することで、リプログラム効果を検証する。これに加え、今後は心臓神経堤細胞の心臓内分布を明らかにするため、MafB_E1レポーターを用いて細胞追跡実験を行う予定である。
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