新規Ｗｎｔシグナル修飾因子ＬＧＲ４による乳腺上皮細胞運命の決定と極性制御機構解明

• 研究領域: 上皮管腔組織の形成・維持と破綻における極性シグナル制御の分子基盤の確立
• 研究課題/領域番号: 24112502
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 西森 克彦 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10164609)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2013年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2012年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: Wnt / 上皮間腔形成 / 乳腺 / 幹細胞 / LGR4 / beta-catenin / mammary gland / 間腔組織 / Rspondins

研究概要

Wnt シグナルは初期発生の体軸や体節、器官形成、細胞極性制御において重要である。近年では様々な体性幹細胞の維持、また分化運命決定に関与する事が注目されている。LGRファミリーのLGR4, 5はWntシグナルを亢進する液性蛋白質のR-spondinsをリガンドとし、Wntシグナルを制御する新たな受容体である。我々はこれまでにLGRsファミリーの一つ、LGR4が乳腺組織形成に果たす機能解析を行った。
Lgr4の遺伝子領域に蛍光蛋白質EGFPを導入したレポーターマウスを用い、乳腺組織に於けるLGR4の発現細胞を同定した結果、乳腺幹細胞を含む乳腺筋上皮細胞でLGR4が発現していた。Keratin5-CreTgマウスを用いたLg4 conditional KOマウス(Lgr4 cKOマウス)の乳腺組織の発生・分化におけるLGR4の機能を解析したところ、Lgr4cKOマウスは乳腺組織のブランチング形成低下を示し、妊娠時において乳腺胞の発達不全から授乳能が失われていた。乳腺上皮細胞は表面抗原CD24, CD49fの発現強度により内腔上皮前駆細胞、基底上皮前駆細胞を分画できる。FACSを用いて10週齢から10ヶ月齢まで様々な週齢のLgr4 cKOマウス乳腺上皮細胞を解析したところ、加齢に伴い細胞分画のパターンが変化して行く事を見出した。内腔上皮細胞画分ではCD49f強発現細胞、すなわち内腔上皮前駆細胞が減少して行く事も見出した。更にマトリゲル上における乳腺上皮細胞の初代培養細胞の三次元培養を行ったところ、LGR4のリガンドR-spondinが乳上皮細胞のコロニーの形成率と枝分かれ構造形成を促進する事を見出した。これらはLGR4が乳腺細胞の未分化性を維持し、乳腺管構造の形成・維持に寄与する事を示す。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] Mice heterozygous for the oxytocin receptor gene (Oxtr(+/-) ) show impaired social behaviour but not increased aggression or cognitive inflexibility: evidence of a selective haploinsufficiency gene effect. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sala,M., Braida,D., Donzelli,A., Martucci,R., Busnelli,M., Bulgheroni,E., Rubino,T., Parolaro,D., Nishimori,K. and Chini,B.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 巻: 25 号: 2 ページ: 107-118
  • DOI: 10.1111/j.1365-2826.2012.02385.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] LGR4 expressed in uterine epithelium is necessary for uterine gland development and contributes to decidualization in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sone M, Oyama K, Mohri Y, Hayashi R, Clevers H, Nishimori K.
  • 雑誌名: FASEB Journal 巻: 27 号: 12 ページ: 4917-4928
  • DOI: 10.1096/fj.13-232215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxytocin Receptor in the Hypothalamus Is Sufficient to Rescue Normal Thermoregulatory Function in Male Oxytocin Receptor Knockout Mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kasahara Y, Sato K, Takayanagi Y, Mizukami H, Ozawa K, Hidema S, So K-H, Kawada T, Inoue N, Ikeda I, Roh S-G, Itoi K, and Nishimori
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 154 号: 11 ページ: 4305-4315
  • DOI: 10.1210/en.2012-2206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional, anatomical, and neurochemical differentiation of medial preoptic area subregions in relation to maternal behavior in the mouse (2013)
  • 著者名/発表者名: Yousuke Tsuneoka
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 521 号: 7 ページ: 1633-1663
  • DOI: 10.1002/cne.23251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient establishment of primary fibroblast cultures from the hawksbill sea turtle (Eretmochelys imbricata). (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuda T, Kurota J, Saito T, Yusasa K,Kurita M, Donai K, Nitto H, Soichi M,Nishimori K, Uchida T, Isogai E, Onuma M, Sone H, Seko N, Inoue-Murayama M
  • 雑誌名: In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal 巻: 48 号: 10 ページ: 660-665
  • DOI: 10.1007/s11626-012-9565-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] “Effects of protein transduction with intact myogenic transcription factors tagged with HIV-1 Tat-PTD (T-PTD) on myogenic differentiation of mouse primary cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Hidema, S.
  • 雑誌名: J Biosci Bioeng 巻: 113 号: 1 ページ: 5-11
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2011.08.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impairment of Pachytene Spermatogenesis in <i>Dmrt7</i> Deficient Mice, Possibly Causing Meiotic Arrest (2012)
  • 著者名/発表者名: Date,S., Nozawa,O., Inoue,H., Hidema,S. and Nishimori,K.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 9 ページ: 1621-1626
  • DOI: 10.1271/bbb.120024
  • NAID: 130004137948
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunological characteristics and response to lipopolysaccharide of mouse lines selectively bred with natural and acquired immunities (2012)
  • 著者名/発表者名: Narahara,H., Sakai,E., Katayama,M., Ohtomo,Y., Yamamoto,K., Takemoto,M., Aso,H., Ohwada,S., Mohri,Y., Nishimori,K., Isogai,E., Yamaguchi,T., Fukuda,T.
  • 雑誌名: Anim Sci J 巻: 83 号: 5 ページ: 367-374
  • DOI: 10.1111/j.1740-0929.2011.00980.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of Venus reporter knock-in mice revealed MAGI-2 expression patterns in adult mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Ihara,K., Nishimura,T., Fukuda,T., Ookura,T. and Nishimori,K.
  • 雑誌名: Gene Expr Patterns 巻: 12 号: 3-4 ページ: 95-101
  • DOI: 10.1016/j.gep.2012.01.006
  • 査読あり
• [学会発表] The role of Lgr4 in the tooth development (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Yamakami, Kazunori Oyama, Yasuaki Mohri, Katsuhiko Nishimori
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013大会
  • 発表場所: 明治大学農学部生田キャンパス、神奈川県川崎市
• [学会発表] 化 扁桃体内側核に発現するオキシトシン受容体は社会的記憶を支えている (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 慎至
  • 学会等名: 第90回日本生理学会東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] オキシトシン受容体による母性行動の調節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大塚 彩乃
  • 学会等名: 第90回日本生理学会東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Cre依存性Tert transgenic マウスのin vitro機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日出間志寿
  • 学会等名: 2013年度農芸化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] The function of LGR4 in mammary gland development and differentiation (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山一徳
  • 学会等名: 2013年度農芸化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Lgr4ノックアウトマウスにおける雌生殖器の雄化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小泉 雅江
  • 学会等名: 2013年度農芸化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-25
• [学会発表] Lgr4 knockout mice show female hermaphroditism (2013)
  • 著者名/発表者名: Masae Koizumi, Kazunori Oyama,Shizu Hidema,Akihiro Nawa,Katsuhiko Nishimori
  • 学会等名: 第46回発生生物学会
  • 発表場所: 島根県松江市
• [学会発表] LGR4 is required for development and maintenance of mammary gland (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Oyama、Yasuaki Mohri、Mizuki Sone、Katsuhiko Nishimori
  • 学会等名: 第46回発生生物学会
  • 発表場所: 島根県松江市
• [学会発表] LGR4 is required for the development and the maintenance of mammary gland (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Oyama、Takahiro Shimoda, Yasuaki Mohri、Mizuki Sone、Katsuhiko Nishimori
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: ストウ、ストウフレイク マウンテン リゾート＆スパ（Stowe）Vermont, USA
• [学会発表] LGR4 expressed in uterine epithelium is necessary for uterine gland development and contributes to decidualization in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Nishimori 1, Kazunori Oyama1, Yasuaki Mohri1, Mizuki Sone
  • 学会等名: Epithelial Tubulology第1回国際会議
  • 発表場所: 札幌、北海道大学コンファランスホール
• [学会発表] Role of LGR4 in mammary epithelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Nishimori, Mizuki Sone, Yasuaki Mohri, Kazunori Oyama
  • 学会等名: Epithelial Tubulology第1回国際会議
  • 発表場所: 札幌、北海道大学コンファランスホール
• [学会発表] 上皮細胞の分化と管腔組織形成におけるLGR4の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山一徳
  • 学会等名: 第14回 日本農芸化学会東北支部若手シンポジウム
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] LGR4は子宮上皮において分泌腺形成に必要であり、子宮脱落膜化反応に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 大山 一徳, 曽根 瑞季, 毛利 泰彰, 林 遼太郎, Clevers Hans, 西森 克彦
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Lgr4 is a key regulator of uterine decidual response in mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: 曽根 瑞季
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] 名 LGR4 is required for the development of mammary gland in mice (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山一徳
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-10
• [学会発表] 母と子をつなぐホルモン、オキシトシン：マウスをモデルとした行動神経科学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西森克彦
  • 学会等名: 第９回日本周産期メンタルヘルス研究会学術集会（招待講演）
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] Necdin-deficient mice, one of PWS model animal, showed abnormality in thermoregulation and social memory, via impairment of OXT/OXTR system. (2012)
  • 著者名/発表者名: Maki Sasaki
  • 学会等名: Neuroscience2012, 北米神経科学会
  • 発表場所: ニューオーリンズ,USA
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] Generating of a new AAV vector system to express a cDNA in a cell-type specific manner, using mutant LoxP elements. (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Sato
  • 学会等名: Neuroscience2012, 北米神経科学会
  • 発表場所: ニューオーリンズ,USA
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] 不可逆反転型Cre・LoxP システムを用いた細胞種特異的遺伝子活性化系の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤佳亮
  • 学会等名: 第３５回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] 脳内社会行動関連領域に於けるオキシトシン受容体の機能に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅山瑛美
  • 学会等名: 第３５回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] Necdinノックアウトマウスは体温調節能と社会識別能に異常を呈する (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木真紀
  • 学会等名: 第３５回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] LGR4 is required for the development of mammary gland in mice (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山一徳
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] LGR4 plays an important role in female reproductive tract development (2012)
  • 著者名/発表者名: Koizumi, M
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 成獣齢マウスの腎臓におけるLgr4の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 霜田貴宏
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第78回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] Lgr4欠損マウスにおける雌生殖器の雄化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小泉雅江
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第78回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-26
• [備考] 東北大学農学研究科・分子生物学分野
  • URL: http://www.biochem.tohoku.ac.jp/bunsi/index-j.html