細胞系譜の特定と遺伝子機能の解析に基づいた、イモリ心筋再生様式の解明

• 研究課題/領域番号: 25840086
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 林 利憲 鳥取大学, 医学部, 准教授 (60580925)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: イベリアトゲイモリ / 心臓再生 / 心筋細胞 / 細胞系譜 / トランスジェニック / ゲノム編集 / コンディショナルノックアウト / CRE-loxP

研究成果の概要

再生研究のモデル動物であるイモリを用いて、遺伝的ラベルによる細胞系譜追跡実験系を初めて確立した。そしてイモリの心臓再生過程では、既存の心筋細胞が増殖することを明らかにした。次に、イモリではTALENを用いた遺伝子ノックアウトが効率よく起こること、熱誘導型のプロモーターと赤外線レーザーを用いた局所的な遺伝子発現誘導系が機能することを報告した。さらに、より詳細な遺伝子の機能解析を可能とするために、コンディショナルノックアウトイモリの作製に向けたゲノム編集技術の技術的な基盤を整備した。

研究成果

• [雑誌論文] 再生生物学の新時代へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 印刷中
• [雑誌論文] イモリをマウスと結ぶための新しい実験モデル、生体の科学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 印刷中
• [雑誌論文] Application of local gene induction by infrared laser-mediated microscope and temperature stimulator to amphibian regeneration study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawasumi, A., Hayashi, T., Kobayashi, T., Nagayama, C., Hayashi, S., Kamei, Y., Morishita, Y., T Takeuchi, T., Tamura, K., Yokoyama, H.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 57 号: 9 ページ: 601-613
  • DOI: 10.1111/dgd.12241
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] イモリ心臓再生機構の解明をめざした、遺伝子機能の研究モデル確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 65 ページ: 255-258
• [雑誌論文] 心臓の発生と再生における心筋細胞の増殖制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、田根 将志、林 利憲
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33 ページ: 1170-1175
• [雑誌論文] Transcription activator-like effector nucleases efficiently disrupt the target gene in Iberian ribbed newts (Pleurodeles waltl), an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T, Sakamoto K, Sakuma T, Yokotani N, Inoue T, Kawaguchi E, Agata K, Yamamoto T, Takeuchi T
  • 雑誌名: Development, Growth and Differentiation 巻: 56 号: 1 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1111/dgd.12103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 再生研究の革命戦士～イベリアトゲイモリの奮闘～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 33 ページ: 203-207
• [雑誌論文] 種間による自律的な心臓再生能力の違いは何によって決まるのか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、林 利憲.
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 29-35
• [学会発表] イモリの心臓再生は既存の心筋細胞による補償的再生によって成立する (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、土屋 絵莉、茗荷 あゆみ、竹内 隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際展示場、神戸市
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] イベリアトゲイモリを用いた再生研究の展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ、新潟市
  • 年月日: 2015-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] イモリ研究をプラットホーム化するにはあと何が必要か？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 次世代両生類研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 岡崎市
  • 年月日: 2015-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] イモリの「ユニークさ」をどのように活かすのか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: ユニーク動物研究会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 岡崎市
  • 年月日: 2015-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a gene manipulation system for amphibian newt, which is a useful model animal in basic biology. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Myouga A., Sakuma T., Yamamoto T., Kamei Y., Yokoyama H., Takeuchi T.
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] What determins differences in cardiac regenerative abilities between mouse and newts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi T., Tane S., Okayama H., Ikenishi A., Amemiya Y., Mastumoto A., Myouga A., azuma S., Hayashi T.
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 局所遺伝子発現法（IR-LEGO）の様々な生物種への応用（基生研共同研究例の紹介） (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井 保博、斎田（谷口）美佐子、兼子 拓也、島田 敦子、武田 洋行、木村 英二、浦和 博子、山本 和彦、鈴木 友美、長谷 あきら、横山 仁、林 真一、林 利憲、川住 愛子、森下 善弘
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] イモリの心臓再生過程における分化した心筋細胞の寄与を解明する (2014)
  • 著者名/発表者名: 茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆、林 利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] イモリのCyclin D1の発現を制御するプロモーター領域のクローニングと機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東 翔平、松本晃、佐藤 幸夫、竹内 隆、林 利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 中心体は心筋細胞の増殖停止に関与するのか？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 雨宮 由季、田根 将志、大平 吉乃、茗荷 あゆみ、林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Genome editing is a powerful tool for studies in newt cardiac regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Myouga A., Sakamoto K., Yokotani N., Sakuma T., Inoue T., Kawaguchi E., Agata K., Yamamoto T., Takeuchi T.
  • 学会等名: 日本遺伝学会
  • 発表場所: 滋賀県長浜市長浜バイオ大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms of cell cycle exit and the maintenance in mouse cardiomyocytes, and the roles for regenerative abilities in mouse and newts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi T., Tane S., Okayama H., Ikenishi A., Amemiya Y., Myouga A., Hayashi T.
  • 学会等名: EMBO Conference
  • 発表場所: サンタフェ ( スペイン )
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-10
• [学会発表] Development of molecular genetic system for newt and lineage tracing analyses in cardiac regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Myouga A., Yokotani N., Takeuchi T.
  • 学会等名: EMBO Conference
  • 発表場所: サンタフェ ( スペイン )
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-10
• [学会発表] TALEN-mediated genome editing is very useful in Iberian ribbed newts, an experimental model animal for regeneration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Sakamoto K., Sakuma T., Myouga A., Naoki Y., Inoue T., Kawaguchi E., Agata K., Yamamoto T., Takeuchi T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市WINC AICHI
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-29
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular genetic system for regenerative studies using newts Iberian Ribbed Newts (Pleurodeles waltl). (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Sakamoto, K., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Sakuma, T., Yamamoto, T., Takeuchi, T.
  • 学会等名: CDB Symposium 2014
  • 発表場所: RIKEN CDB、神戸市
• [学会発表] Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi, T.
  • 学会等名: CDB Symposium 2014
  • 発表場所: RIKEN CDB、神戸市
• [学会発表] イモリの心臓再生における心筋細胞の増殖と、再生心筋組織に対する寄与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林利憲、茗荷 あゆみ、横谷 直樹、竹内 隆
  • 学会等名: 日本再生医療学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館 京都市
• [学会発表] イモリの心臓再生過程における細胞系譜の追跡と再生心筋に対する寄与の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 茗荷あゆみ，横谷直樹，竹内隆，林利憲
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 神戸市
• [学会発表] 遺伝子操作、ゲノム編集技術を用いたイモリ再生研究の展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、茗荷 あゆみ、 横谷 直樹、 佐久間 哲史、 山本 卓、 竹内 隆
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学 岡山市
  • 招待講演
• [学会発表] TALENによるイモリのゲノム編集の可能性と、再生研究への展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、坂本 興亮、佐久間 哲史、横谷 直樹、井上 武、川口 恵里、阿形 清和、山本 卓、 竹内 隆
  • 学会等名: ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島大学 東広島市
• [学会発表] Linage tracing analysis of cardiomyocytes in the newt cardiac regeneration by tamoxifen-inducible Cre-loxP system. (2013)
  • 著者名/発表者名: Myouga, A., Yokotani, N., Takeuchi, T., Hayashi,
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: くにびきメッセ 松江市
• [学会発表] What molecule triggers re-proliferation of cardiomyocytes during newt heart regeneration? (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokotani, N., Inoue, T., Kawaguchi, E., Agata, K., Takeuchi, T., Hayashi, T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: くにびきメッセ 松江市
• [学会発表] Molecular genetic system for regenerative studies using newt. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T., Yokotani, N., Matsumoto, A., Myouga, A., Okamoto, M., Takeuchi, T.
  • 学会等名: 日本発生生物学会
  • 発表場所: くにびきメッセ 松江市
  • 招待講演
• [図書] Salamanders in Regeneration Research (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi T., Takeuchi T.
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: Humana Press
• [図書] 両生類におけるTALENを用いたゲノム編集 (別冊実験医学 今すぐ始めるゲノム編集) (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、坂根 祐人、竹内 隆、鈴木 賢一 （山本 卓 編）
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 羊土社