• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

上皮組織の分化パターンと形態形成をつなぐ力学制御メカニズムの解明

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 26112723
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

永樂 元次  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 (40415097)

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
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2014年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード形態形成 / 自己組織化 / 幹細胞 / シミュレーション
研究実績の概要

上皮組織の形態形成を理解するためには、細胞の分化や増殖などを制御する化学的特性と組織の物性や内部応力などの力学的特性の二つの側面を明らかにする必要がある。これまでの研究の結果、網膜前駆神経上皮はcanonical Wntシグナルにより神経網膜(NR)と網膜色素上皮(RPE)の二つの分化状態へと領域化され、ミオシン活性の時空間制御を通じて、領域特異的な物性を獲得することが眼杯形成に必要であることを明らかにしてきた。しかしながらこういった化学的シグナルがどのようにして組織の形態変化を実現する力学的シグナルへと変換されるのかという分子レベルのメカニズムについては、他の多くの上皮形態形成過程と同様にほとんど明らかにされていない。そこで本研究では、ES細胞からの眼杯形成系を用いて、化学的シグナルと力学的シグナルのフィードバック機構を明らかにし、in vitroで上皮組織の変形をコントロールする技術の確立を目指した。
本研究を遂行した結果、眼杯形成過程において、NRとRPEの境界領域特異的にカルシウムの濃度上昇が観察されること、またその結果境界領域の細胞がapico-basal方向にconstriction(lateral constriction)を起こすことを明らかにした。これらの結果から、マクロな組織変形の結果引き起こされる力場の変化を局所の細胞が感知し、カルシウム濃度上昇という化学シグナルに変換され、細胞形態へと影響を与える。さらに局所の細胞形態変化が再びマクロな形態へとフィードバックされるというこれまでに提唱されていなかった新たな眼杯形成モデルの提唱に至った。また、これまでに開発してきた三次元多細胞力学動態シミュレーションを用いてこのモデルの検証を行なった(論文作成中)。

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

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Functional anterior pituitary generated in self-organizing culture of human embryonic stem cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Ozone C, Suga H, Eiraku M, Kadoshima T, Yonemura S, Takata N, Oiso Y, Tsuji T, Sasai Y.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 7 号: 1 ページ: 10351-10351

    • DOI

      10.1038/ncomms10351

    • NAID

      120006535047

    • 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
  • [雑誌論文] Generation of functional hippocampal neurons from self-organizing human ES cell-derived dorsomedial telencephalic tissue.2016

    • 著者名/発表者名
      坂口英哉、門嶋大輔、宗園美香、成井信博、石田義人、大串雅俊、高橋淳、永樂元次、笹井芳樹
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 10351-10351

    • DOI

      10.1038/ncomms9896

    • 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] Modeling cell apoptosis for simulating three-dimensional multicellular morphogenesis based on a reversible network reconnection framework2016

    • 著者名/発表者名
      Satoru Okuda, Yasuhiro Inoue, Mototsugu Eiraku, Taiji Adachi, and Yoshiki Sasai
    • 雑誌名

      Biomechanics and Modeling in Mechanobiology

      巻: 未定印刷中 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/s10237-015-0724-7

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Self-organized formation of complex tissues from stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu Eiraku
    • 学会等名
      CDB symposium 2016
    • 発表場所
      理化学研究所CDB(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞の自己組織化能を利用したin vitroでの機能的立体組織の構築2016

    • 著者名/発表者名
      永樂元次
    • 学会等名
      再生医療学会大会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-organization of complex tissues from stem cells2016

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu Eraku
    • 学会等名
      ISSCR/CRTD 2016 International symposium
    • 発表場所
      ドレスデン・ ドイツ
    • 年月日
      2016-02-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-organization of complex tissues from stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu Eiraku
    • 学会等名
      日本分子生物学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-driven morphogenesis in stem cell culture2015

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu Eiraku
    • 学会等名
      The 6th CDB Meeting: Mechanistic Perspectives of Multicellular Organization
    • 発表場所
      理化学研究所CDB(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-organized formation of complex tissues from stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      Mototsugu Eiraku
    • 学会等名
      日本発生生物学会大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2015-06-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi