細胞分化機構から見た血管－神経共通シグナルの意義の解明

• 研究領域: 血管ー神経ワイヤリングにおける相互依存性の成立機構
• 研究課題/領域番号: 23122509
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山下 潤 京都大学, iPS細胞研究所, 教授 (50335288)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: cAMP / 内皮細胞 / 細胞分化 / オピオイド / マイクロRNA / ES細胞 / サイクリックAMP / 分化

研究実績の概要

研究代表者はES細胞及びiPS細胞を用いた心血管分化再生研究を行ってきた。本研究は、「細胞分化の観点から血管と神経に共通な新しい分子群を同定し、血管、特に内皮細胞と神経分化の関連性に関して新たな理解をもたらす」ことを目的とし、１）オピオイドの内皮分化・血管形成における意義、２）cAMPシグナルと内皮・神経分化、３）Notch-beta-cateninシグナルと内皮・神経分化、４）新規動脈化誘導シグナルと神経分化、５）神経作用性物質の内皮分化における意義、の５項目の検討を行った。特に
１）に関しては、オピオイドの成体における意義を検討するため、カッパオピオイド受容体（KOR)欠損マウスにおける腫瘍血管新生を検討し、KOR欠損マウスにおいては腫瘍血管形成が亢進していることを見いだしている。
２）に関して、PKAがVEGF受容体発現を亢進させる機構の解析を行い、Ets転写因子群のEtv2遺伝子にcAMP応答配列が存在し、PKA下流で活性化されたCREBが同配列に結合し、Etv2発現を誘導することにより、種々のVEGF受容体遺伝子発現を誘導し、内皮分化を惹起することを明らかにした(Yamamizu, Stem Cells, 2012)。また、RSK4がPKAに結合してその活性を抑制することにより、血管内皮細胞の分化に対する新しいnegative regulatorとして働いていることを明らかにした。生体における血管発生過程においてもRSKは内皮分化抑制的に作用しており、RSKの作用を阻害剤により抑制すると血管内皮分化と血管形成の異常な促進が観察された。RSKの血管形成における新しい意義を明らかにした。また４）に関して、内皮細胞と神経細胞に共通して発現するmicroRNAを同定し、その標的分子の同定と機能確認を進めている。このように本研究において着実な進捗を認めている。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] PKA/CREB signaling triggers initiation of endothelial and hematopoietic cell differentiation via Etv2 induction (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Matsunaga T, Katayama S, Kataoka H, Takayama N, Eto K, Nishikawa SI, Yamashita JK
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 30 号: 4 ページ: 687-696
  • DOI: 10.1002/stem.1041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Kinase A Determines Timing of Early Differentiation through Epigenetic Regulation with G9a (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Fujihara M, Tachibana M, Katayama S, Takahashi A, Hara E, Imai H, Shinkai Y, and Yamashita JK
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 10 号: 6 ページ: 759-770
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.02.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pluripotent stem cell-engineered cell sheets re-assembled with defined cardiovascular populations ameliorate reduction in infarct heart function with cardiomyocyte-mediated neovascularization (2012)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Matsuo T, Yamamizu K, Uosaki H, Narazaki G, Katayama S, Marui A, Shimizu T, Ikeda T, Okano T, Sakata R, Yamashita JK
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 30 号: 6 ページ: 1196-1205
  • DOI: 10.1002/stem.1089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein kinase A determines timing of early differentiation through epigenetic regulation with G9a (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Fujihara M, Tachibana M, Katayama S, Takahashi A, Hara E, Imai H, Shinkai Y, Yamashita JK
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of k-opioid receptor agonist on the growth of non-small cell lung cancer (NSCLC) cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuzumaki N, Suzuki A, Narita M, Hosoya T, Nagasawa A, Imai S, Yamamizu K, Morita H, Nagase H, Okada Y, Okano HJ, Yamashita JK, Okano H, Suzuki T, Narita M
  • 雑誌名: Br J Cancer 巻: 106(Epub 2012 Feb 16) 号: 6 ページ: 1148-1152
  • DOI: 10.1038/bjc.2011.574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential of ES Cell Differentiation Culture for Vascular Biology (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Yamashita JK, Shin-Ichi Nishikawa
  • 雑誌名: Handbook of Stem Cells 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient and scalable purification of cardiomyocytes from human embryonic and induced pluripotent stem cells by VCAM1 surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 2011:6(8) 号: 8 ページ: e23657-e23657
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0023657
  • 査読あり
• [雑誌論文] The kappa opioid system regulates endothelial cell differentiation and pathfinding in vascular development (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Furuta S, Katayama S, Narita M, Kuzumaki N, Imai S, Nagase H, Suzuki T, Narita M, Yamashita JK
  • 雑誌名: Blood(表紙) 巻: 118 号: 3 ページ: 775-785
  • DOI: 10.1182/blood-2010-09-306001
  • 査読あり
• [学会発表] Diverse roles of protein kinase A signaling in early stage endothelial cell differentiation (Oral presentation). (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下 潤.
  • 学会等名: 17th International Vascular Biology Meeting. ‘The highest scored abstract’
  • 発表場所: Wiesbaden, Germany.
  • 年月日: 2012-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] .Differentiation Stage-specific Roles of Protein Kinase A Signaling in Endothelial Cell Lineages. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamashita JK
  • 学会等名: 2012 KAIST Mini-symposium. Stem cells and Vascular Biology.
  • 発表場所: Daejeon. Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Fate determination processes of endothelial lineages regulated by protein kinase A signaling in Pluripotent stem cell differentiation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamashita JK.
  • 学会等名: Japan-Korea Joint Symposium of Vascular Biology.
  • 発表場所: Tokushima, Japan.
  • 招待講演
• [学会発表] ES/iPS細胞とケミカルバイオロジー-新しい心臓再生治療における低分子化合物のポテンシャル- (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 早稲田大学先進理工学部講演会
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] RSK4 acts as a novel and negative regulator in endothelial ceU differentiation via cAMP/PKA dependent pathway (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga T, Koshiba-Takeuchi K, Kojima M, Takeuchi JK, Yamashita JK
  • 学会等名: The 19th Annual Meeting of the Japanese vascular and medicine organization
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] RSK4によるcAMP/PKAシグナルを介した血管内皮細胞の分化制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松永太一, 山下潤
  • 学会等名: 第15回日本心血管内分泌代謝学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-25
• [学会発表] ES・iPS細胞を用いた心臓再生の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 第15回日本心不全学会シンポジウム「心不全における再生治療up to date」
  • 発表場所: 鹿児島(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] 多能性幹細胞由来心臓構成細胞の再構成による心臓組織シート-治療効果と機能回復メカニズム解析- (2011)
  • 著者名/発表者名: 升本英利, 池田義, 坂田隆造
  • 学会等名: 第64回日本胸部外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-10-11
• [学会発表] G9aによるヒストンメチル化を介したPKAの細胞分化速度制御機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山水康平, 藤原摩耶子, 立花誠, 片山志織, 今井裕, 眞貝洋一, 山下潤
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Central Role of Cardiomyocytes in Cell Therapy : Transplantation of Cardiac Tissue Sheets with Defined Cell Populations from Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Shimizu T, Ikeda T, Okano T, Sakata R, Yamashita JK
  • 学会等名: European Society of Cardiology (ESC) Congress
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Cardiovascular regeneration with ES & iPS cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita JK
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Joint Symposium of Vascular Biology
  • 発表場所: Busan, Korea(invited)
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Embryonic Stem (ES) Cell-engineered Tissue Sheets with Defined Cardiac Cell Populations Ameliorate Function after Myocardial Infarction (2011)
  • 著者名/発表者名: 升本英利, 清水達也, 池田義, 岡野光夫, 坂田隆造, 山下潤
  • 学会等名: 第75回日本循環器学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] VCAM1 as a Specific Marker for Cardiomyocytes from Human Embryonic and induced Pluripotent Stem Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H, Yamashita JK
  • 学会等名: Bassetlaw Community and Voluntary Service
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2011-07-19
• [学会発表] Cardiomyocyte Proliferating Chemicals : Activation of Proliferation of ESC/iPSC-derived Cardiomyocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Uosaki H, Yamashita JK
  • 学会等名: Bassetlaw Community and Voluntary Service
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2011-07-18
• [学会発表] 多能性幹細胞由来心臓組織シートによる虚血性心疾患治療への挑戦 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升本英利, 池田義, 坂田隆造, 山下潤
  • 学会等名: 第9回メタボリックシンドロームカンファレンス
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] 心臓再生へ向けた多面的アプローチ～ES/iPS細胞を用いた創薬研究と細胞治療～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 文部科学省私立大学学術高度化推進事業ハイテクリサーチセンター整備事業・第4回シンポジウム
  • 発表場所: 東大阪(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-25
• [学会発表] Mouse embryonic stem cell-engineered tissue sheets with defined cardiac cell populations ameliorate function after myocardial infarction (2011)
  • 著者名/発表者名: Masumoto H, Ikeda T, Sakata R, Yamashita JK
  • 学会等名: The 9th International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
  • 発表場所: Toronto, Canada
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] マウス多能性幹細胞由来心臓組織シートの心筋梗塞後リモデリング抑制効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升本英利, 池田義, 清水達也, 岡野光夫, 坂田隆造, 山下潤
  • 学会等名: 第32回日本炎症・再生医学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] ES/iPS細胞を用いた再生医-心血管再生を中心に- (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 神戸薬科大学第37回卒後研修講座
  • 発表場所: 神戸(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-05
• [学会発表] iPS細胞の基礎と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 再生医療学会エデュケーショナルセミナー
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-31
• [学会発表] 心臓再生へ向けた多面的アプローチ～ES/iPSiB胞を用いた細胞治療と創薬研究～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下潤
  • 学会等名: 第24回北摂循環器研究会
  • 発表場所: 吹田(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] Development of cardiac regeneration strategies with pluripotent stem cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita JK
  • 学会等名: JST/CIRM Workshop. "Early Translational Research on Stem Cells"
  • 発表場所: Kobe, Japan(invited)
  • 年月日: 2011-05-16
• [学会発表] Endothelial and hematopoietic cell differentiation are initiated by PKA/CREB pathway via Etv2 induction (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Matsunaga T, Katayama S, Yamashita JK
  • 学会等名: The 19th Annual Meeting of the Japanese vascular and medicine organization
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] Identification of a novel microRNA regulating angiogenic responses (2011)
  • 著者名/発表者名: Doi K, Matsunaga T, Yamamizu K, Fukushima H, Miyamoto S, Yamashita JK
  • 学会等名: The 19th Annual Meeting of the Japanese vascular and medicine organization
  • 発表場所: Tokyo, Japan
• [学会発表] PKA-CREB pathway initiates endothelial and hematopoietic cell differentiation through Etv2 induction (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Matsunaga T, Katayama S, Yamashita JK
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Session
  • 発表場所: Orland, USA
• [学会発表] PKAによるヒストンメチル化酵素G9aを介した細胞分化速度制御機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山水康平, 藤原摩耶子, 立花誠, 片山志織, 今井裕, 眞貝洋一, 山下潤
  • 学会等名: 第2回Molecular Cardiovascular Conference II
  • 発表場所: 小樽
• [学会発表] PKA-CREB pathway initiates endothelial and hematopoietic cell differentiation through Etv2 induction (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Matsunaga T, Katayama S, Yamashita JK
  • 学会等名: The 9th Japan-Korea Joint Symposium on Vascular Biology
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Protein kinase A accelerates early programming from mouse ES cells through epigenetic inhibition of Oct3/4 and Nanog expression (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamizu K, Katayama S, Tachibana M, Shinkai Y, Yamashita JK
  • 学会等名: The 9th International Society for Stem cell Research
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] Identification of novel microRNA regulating angiogenic response (2011)
  • 著者名/発表者名: Doi K, Matsunaga T, Yamamizu K, Miyamoto S, Yamashita JK
  • 学会等名: The 9th International Society for Stem cell Research
  • 発表場所: Toronto, Canada
• [学会発表] 血管形成機構および血管走行制御におけるオピオイドペプチドの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山水康平, 古田貞由, 片山志織, 成田道子, 葛巻直子, 今井哲司, 長瀬博, 鈴木勉, 成田年, 山下潤
  • 学会等名: 第84回日本内分泌学会学術総会
  • 発表場所: 神戸
• [備考] 山下研究室ホームページ
  • URL: http://www.frontier.kyoto-u.ac.jp/es02/index.htm
• [産業財産権] The method of producing the group of cells containing cardiomyocytes and vascular tissue cells (2012)
  • 発明者名: 山下潤/升本英利
  • 権利者名: 京都大学
  • 出願年月日: 2012-03-15
  • 外国