| 研究課題/領域番号 |
23K23798
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02533 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分42030:動物生命科学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
橋本 寿之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (90528390)
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| 研究分担者 |
木内 謙一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (50528578)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 再生医療 / 心臓発生 / 心筋分化 / リプログラミング / 転写因子 / 先天性心疾患 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々は線維芽細胞から心筋細胞を作製する直接分化転換法の研究において、幹細胞の多能性維持に働く転写因子Zfp281に非常に強い心筋分化
転換作用がある事を見出した。そして予備実験においてZfp281が心筋分化と心臓発生に必須な因子であることも示唆されている。
よって、本研究ではこのZfp281と心臓形成の予想外な関連性に着目し、様々な遺伝子改変マウス及び遺伝子発現・エピゲノム解析を用いて、
Zfp281を中心とした心臓形成の新たな転写制御機構を明らかにする。そして、最終的には研究成果を心疾患の新たな分子機序解明や心臓再生技
術の開発へと発展させることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
我々は線維芽細胞から心筋細胞を作製する直接分化転換法の先行研究において、幹細胞の多能性維持に働く転写因子Zfp281に非常に強い心筋分化転換作用がある事を見出した。よって、本研究ではこのZfp281と心臓形成の予想外な関連性に着目し、様々な遺伝子改変マウス及び遺伝子発現・エピゲノム解析を用いて、Zfp281を中心とした心臓形成の新たな転写制御機構を明らかにし、心疾患の新たな分子機序解明や心臓再生技術の開発へと発展させることを目指している。
我々は今までに遺伝子改変マウスを作成し、心臓中胚葉特異的Zfp281欠損マウスにおいて心奇形を認め、胎生致死であることを示してきた。また、心筋前駆細胞、心筋細胞特異的Zfp281欠損マウスは出生し、心臓にも特記すべき形態異常を認めないことから、Zfp281は心臓中胚葉から心筋前駆細胞に分化するタイミングで必須の因子であることを証明した。また、心臓中胚葉特異的Zfp281欠損胎仔マウスの心臓では右室流出路系の形成異常を認め、トランスクリプトーム解析では右室流出路形成に必須なマスター因子の発現低下を認めた。
2024年度はZfp281のChIP解析に基づき、これら右室流出路形成のマスター因子の転写調節領域（プロモーター、エンハンサー領域）を探索し、転写因子Zfp281の結合配列を複数発見した。そしてルシフェラーゼを用いたレポーターアッセイにより、Zfp281が直接これら右室流出路形成のマスター因子の転写を制御する事を確認した。よって、Zfp281は右室流出路形成のマスター因子の転写を調節することにより、心臓の発生に寄与していることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
3: やや遅れている
理由
研究室内で人事異動があり、それに伴い研究環境の再整備を余儀なくされたため研究にやや遅れが生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今までの各種遺伝子改変ES細胞やマウスを用いた実験により、心筋リプログラミング誘導因子Zfp281は心臓中胚葉から心筋前駆細胞に分化する段階で心臓発生に必須である事を明らかにし。また、心筋細胞分化後の恒常性維持にはZfp281は必須ではないことも明らかにした。つまり、Zfp281はやはり心臓や心筋細胞が形成されるときに重要な機能を担っている運命決定因子の一つであることが証明された。そして、Zfp281は心臓発生に重要な転写因子の発現を直接制御することにより、心臓の形成に寄与していることが明らかとなった。
しかし、Zfp281は遍在的に発現する遺伝子のため、心臓において特異的に作用する相互作用因子の存在が示唆された。我々は共免疫沈降を用いて、Zfp281が相互作用する複数の心臓発生に重要な転写因子群を同定しており、本年はこれら相互作用因子とZfp281が共同して心臓発生のマスター因子の転写を制御するか、各種遺伝子改変細胞やレポーターアッセイを用いて解析する。
以上より心筋リプログラミング因子Zfp281がどのような転写制御で心臓発生、心筋分化に寄与するかを明らかにする。
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