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気管の管腔成長メカニズムの解明

公募研究

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 26112721
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2015年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード呼吸器 / 発生 / 気管 / 細胞形態
研究実績の概要

ヒト先天疾患の気管狭窄症やマウスの気管形成異常モデルでは、間充織である気管軟骨の異常により管腔が細くなる表現型が報告されている。これらの病理モデルの理解には気管の形態形成を理解することが重要である。さらに発生初期から生後に至るまで長期間にわたって上皮と間充織が同調して成長することも大切である。だが気管はマウスでも長さ約1cmに達する組織であり発生過程も数日に渡ることから、これまで形成過程を細胞レベルで詳細に調べた報告はごく僅かであった。
我々はマウス気管の管腔成長メカニズムの解明に取り組んだ。これまでに気管内腔の成長と、個々の上皮細胞の増殖、3次元構造変化の定量的な解析に取り組んだ。気管は胚発生を通して常に成長をつづけている。これまでの研究成果から、気管の成長は初期に起こる前後軸方向に沿った異方性の成長と、その後に続く軟骨に誘導される等方性の成長の2段階で起こることが明らかになった。軟骨無形成の変異マウスの解析により、後期の等方性拡大の動力は軟骨の発生、成熟であった。さらに、同変異マウスは上皮の偽重層上皮構造形成に失敗し、重層様構造を示していたことから、間充織と上皮の成熟化には相関性があることが示唆された。特に、軟骨が円周方向への拡大がE14.5からE18.5にかけて起こる上皮細胞の1)円柱形態への変化、2) 新たな頂表面をもつ細胞の出現が寄与し、その結果として気管内腔を拡大させている可能性が考えられた。さらに、気管が短くなるWntシグナル変異マウスを用いた解析から、初期の気管の異方性成長には間充織細胞の配向性が重要であること明らかにした。現在我々は、間充織細胞の配向性、形態変化を制御するWntシグナルのメカニズムの解明を進めている。結果がまとまり次第、国際学術誌に投稿の予定である

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 臓器の多彩な細胞パターン形成を指揮するNotch2016

    • 著者名/発表者名
      野口雅史、森本充
    • 雑誌名

      実験医学(特集:Notchシグナルの新世紀)

      巻: 34 ページ: 409-415

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [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

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The intracellular domains of Notch1 and Notch2 are functionally equivalent during development and carcinogenesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Liu Z, Brunskill E, Varnum-Finney B, Zhang C, Zhang A, Jay PY, Bernstein I, Morimoto M, Kopan R.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 142 ページ: 2451-63

    • DOI

      10.1242/dev.125492

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Stepwise enlargement of mouse trachea.2015

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会
    • 発表場所
      国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial tissue remodeling is involved in normal tracheal growth at the late developmental stage.2015

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      The 62nd NIBB conference “Force in Development”
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A non-proliferating tissue enlargement controlling the trachea tubulogenesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      第48回日本発生生物学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A non-proliferating tissue enlargement controlling the trachea tubulogenesis2015

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      Keystone symposia in Colorado “Endoderm Lineages in Development and Disease”
    • 発表場所
      米国コロラド州キーストーン
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Epithelial Tissue Remodeling Is Involved In Normal Tracheal Growth At The Late Developmental Stage2014

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      The 62nd NIBB Conference "Force in Development"
    • 発表場所
      愛知県岡崎市基礎生物学研究所
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A stepwise enlargement of the mouse trachea2014

    • 著者名/発表者名
      Keishi Kishimoto, Mitsuru Morimoto
    • 学会等名
      第47回発生生物学会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市ウィンクあいち
    • 年月日
      2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] New Principles in Developmental Processes; Part I-5, Building Functional Internal Organs from a Naive Endodermal Sheet.2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Morimoto
    • 総ページ数
      321
    • 出版者
      Springer Science
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所多細胞システム形成研究センター呼吸器形成研究チーム

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/lungdev/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Laboratory for Lung Development

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/lungdev/index-en.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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