気道上皮の多分化能細胞と組織構造の解析

• 研究課題/領域番号: 26713029
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 呼吸器内科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 森本 充 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (70544344)
• 連携研究者: 野口 雅史 国立研究開発法人理化学研究所, 多細胞システム研究センター, 研究員 (50714870) ; 隅山 健太 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (00370114)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円); 2016年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2015年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: 呼吸器上皮 / 組織幹細胞 / 枝分かれ構造 / Notchシグナル / 気道上皮細胞 / 発生学 / 神経内分泌細胞 / 発生・分化 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 遺伝子 / 呼吸器 / 発生 / 幹細胞

研究成果の概要

本研究では気管支分岐点の幹細胞-ニッチ複合領域 ”NEB”の構成過程の解明と、NEBが含む分化多能性を持った細胞の分子動態解明を目的とする。新規Tgマウスの解析からNotch活性化細胞は細胞間作用でNE細胞数を抑制していないことが証明された。一方でマウス遺伝学解析からNotch-Hes1シグナルが発生初期の胎児肺でNE細胞の適度なNE細胞数の誘導に必要であった。さらに世界初のNE細胞の4Dライブイメージングに成功し、初期胎児肺の単独NE細胞は直線的に気管支分岐点まで移動し、集積してNEBになることを明らかにした。最後に胎児肺からのNE細胞を単離する技術の確立を確立し、遺伝子発現解析を実行した。

研究成果

• [国際共同研究] コロンビア大学医学部(米国)
• [国際共同研究] 国立台湾大学病院(台湾)
• [雑誌論文] Epithelial Notch signaling regulates lung alveolar morphogenesis and airway epithelial integrity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsao P*, Matsuoka C, Wei SC, Sato A, Sato S, Chena HK, Ling TY, Mori M, Cardoso WV, Morimoto M*.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 113 号: 29 ページ: 8242-8247
  • DOI: 10.1073/pnas.1511236113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 臓器の多彩な細胞パターン形成を指揮するNotch (2016)
  • 著者名/発表者名: 野口雅史、森本充
  • 雑誌名: 実験医学；Notchシグナルの新世紀 巻: ３４ ページ: 409-415
• [雑誌論文] Directed migration of pulmonary neuroendocrine cells toward airway branches organizes the stereotypic location of neuroepithelial bodies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, M., Sumiyama, K., Morimoto M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 13 号: 12 ページ: 2679-86
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.11.058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A promoter-level mammalian expression atlas. (2014)
  • 著者名/発表者名: Forrest, A.R.R., Kawaji, H., Rehli, M., Baillie, J.K, de Hoon, M.J.L., Haberle, V., Lassmann, T., Kulakovskiy, I.V., Lizio, M., Itoh, M., Andersson, R., Mungall, C. J.,et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 507 号: 7493 ページ: 462-470
  • DOI: 10.1038/nature13182
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 多様な気道上皮細胞とNotchシグナルによる分化制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森本充
  • 雑誌名: 呼吸と循環 巻: 62 ページ: 689-696
  • NAID: 40020132545
• [学会発表] 幹細胞ヒエラルキーとその形成機序. (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本充
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナー 「組織を支える幹細胞と微小環境(ニッチ)」.
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-03
  • 招待講演
• [学会発表] ２光子レーザー顕微鏡が可能にした呼吸器の動的発生の発見と1細胞レベルの形態定量. (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本充
  • 学会等名: 第9回呼吸機能イメージング研究会学術集会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] Alternative cell fate selection and following directed cell migration coordinate epithelial pattern of branching airways (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本充
  • 学会等名: 第50回日本発生生物学学会シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Alternative cell fate selection and following directed cell migration coordinate epithelial pattern of branching airways (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本充
  • 学会等名: The 8th TAKAO International Symposium on Molecular Mechanism of Cardiopulmonary Disease
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Wnt5a-Ror2シグナルは気管の間充織細胞の極性を同調させ管腔の長さを制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 森本充、岸本圭史
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] Notch mediated-alternative cell fate selection and following directed cell migration coordinate epithelial pattern of branching airways. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会ワークショップ
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Alternative cell fate selection and following directed cell migration coordinate epithelial pattern of branching airways. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: Malaysia Tissue Engineering and Regenerative Medicine 2016
  • 発表場所: the light hotel（マレーシア ペナン島）
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 呼吸器の発生と再生を幹細胞で繋げる. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 日本肺サーファクタント・界面医学会第52回学術研究会
  • 発表場所: 金沢医科大学（石川県金沢市）
  • 年月日: 2016-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Oriented mesenchymal cells drive tracheal tubulogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: LUNG REPAIR AND REGENERATION CONSORTIUM, 2016 ANNUAL MEETING
  • 発表場所: Bethesda Marriott Suites（米国ワシントンDC）
  • 年月日: 2016-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3D mapping and 4D imaging unveiled the size and positional regulation of developing neuroepithelial bodies following airway branching morphogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: FASEB Science Research Conferences
  • 発表場所: Saxtons River（米国バーモント州）
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Alternative cell fate selection and following directed cell migration coordinate epithelial pattern of branching airways. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 第１４回幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 淡路夢舞台（兵庫県淡路島）
  • 年月日: 2016-05-20
  • 招待講演
• [学会発表] 呼吸器上皮の発生・再生のロジック (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 第23回呼吸器疾患・感染症研究会
  • 発表場所: 千里阪急ホテル（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] A stepwise process regulating the neuroendocrine cell population and localization at the bifurcation points of the branching bronchioles. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: Stem Cells and Cell Therapies in Lung Biology and Diseases Conference
  • 発表場所: University of Vermont（米国バーモント州）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A non-proliferating tissue enlargement controlling the trachea tubulogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: Keystone Symposia; Endoderm Lineages in Development and Disease
  • 発表場所: Keystone, Colorado
  • 年月日: 2015-02-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Notch signaling contributes to population and regional regulations of the airway epithelial stem and differentiated cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Notch signaling contributes to population and regional regulations of the airway epithelial stem and differentiated cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 第47回発生生物学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-05-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Notch signaling integrates postnatal morphogenesis of the distal most bronchiole and alveoli via epithelial-mesenchymal interaction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 学会等名: 呼吸器学会学術講演会
  • 発表場所: Osaka International Convention Center
  • 年月日: 2014-04-26
• [図書] Building Functional Internal Organs from a Naive Endodermal Sheet, New Principles in Developmental Processes, Part I-5 (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsuru Morimoto
  • 総ページ数: 316
  • 出版者: Springer
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/lungdev/index-en.html
• [備考] CDBニュース 肺の神経内分泌細胞は気管支の“股”に集まる
  • URL: http://www.cdb.riken.jp/news/2015/researches/1221_9279.html
• [備考] 理化学研究所プレスリリース（研究成果） 肺の細胞が自ら歩いて集まる様子を撮影
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2015/20151218_1/