細胞間接触による初期胚コミュニティーの動態制御

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 哺乳類初期発生の細胞コミュニティー
• 研究課題/領域番号: 21116003
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 佐々木 洋 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (10211939)
• 研究分担者: 西中村 隆一 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (70291309)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 発生 / マウス初期胚 / 着床前胚 / Hippoシグナル / 細胞分化 / 形態形成

研究概要

（１）着床前胚での細胞間接触情報による栄養外胚葉と内部細胞塊の分化制御機構について、Amotの関与を明らかにした。接着結合のE-カドヘリン複合体にAmotが結合しているとAmotがリン酸化を受けてHippo経路を活性化する。さらに、Amotの分布の違いが、胚の内外でHippo経路の活性化レベルの違いを生み出すことを明らかにした。胚の内側の細胞では、Amotが接着結合に存在するためにHippo経路を活性化するが、外側の細胞では、細胞が頂端-基底の極性化をしていることで、Amotが側方・基底の接着結合から排除され、Hippo経路が活性化されない。
（２）脊索と内胚葉の核でEGFPを発現するマウスを作製し、着床後のマウス初期胚において、蛍光ライブイメージングを行い、脊索細胞の形態形成運動を解析した。その結果、収斂伸長という形態形成を行う際に、細胞が中央に収斂するだけでなく、細胞の向きが、左右方向から前後方向に変わることを見出した。このような細胞の動きは、胚と胚体外の組織によって作られる羊膜腔が膨張することにより、脊索が前後に引っ張られて起こる。さらに、羊膜腔の膨張は収斂伸長にかかわる平面内細胞極性(PCP)シグナルが働くためにも必須であり、胚体外の組織が、胚の発生に必要な力を生み出していることを明らかにした。
（３）核内因子Sall4を欠失する始原生殖細胞（7.5日胚）では、体細胞プログラムが脱抑制されている。これは、Sall4がHDAC複合体をリクルートして、Prdm1と共に体細胞プログラム遺伝子を抑制するためであることを解明した。また8.5日胚の後端部に位置するT陽性の細胞集団が腎臓の起源であることを見いだし、マウスES細胞及びヒトiPS細胞からT陽性細胞を経由して、腎臓組織を試験管内で誘導することに成功した。これは立案当初には予期しなかった成果であり、佐々木と西中村の共同研究が実を結んだものである。

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] Mechanical control of notochord morphogenesis by extra-embryonic tissues in mouse embryos (2014)
  • 著者名/発表者名: Imuta Y, Koyama H, Shi D, Eiraku M, Fujimori T, Sasaki H
  • 雑誌名: Mech. Dev. 巻: 132 ページ: 44-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redefining the in vivo origin of metanephric nephron progenitors enables generation of complex kidney structures from pluripotent stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Taguchi A, Kaku Y, Ohmori T, Sharmin S, Ogawa M, Sasaki H, Nishinakamura R.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 14 ページ: 53-67
  • DOI: 10.1016/j.stem.2013.11.010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of angiomotin phosphorylation in the Hippo pathway during preimplantation mouse development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirate Y, Sasaki H
  • 雑誌名: Tissue Barriers 巻: 2 ページ: e28127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polarity-dependent distribution of angiomotin localizes Hippo signaling in preimplantation embryos. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirate Y, Hirahara S, Inoue K-i, Suzuki A, Alarcon VB, Akimoto K, Hirai T, Hara T, Adachi M, Chida K, Ohno S, Marikawa Y, Nakao K, Shimono A, Sasaki H
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 23 ページ: 1181-1194
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.05.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of knock-in mice that express nuclear EGFP and tamoxifen-inducible Cre recombinase in the notochord from Foxa2 and T loci. (2013)
  • 著者名/発表者名: Imuta Y, Kiyonari H, Jang CW, Behringer RR, Sasaki H
  • 雑誌名: Genesis 巻: 51 ページ: 210-218
  • DOI: 10.1002/dvg.22376
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanical control of notochord morphogenesis by extra-embryonic tissues in mouse embryos (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki H.
  • 学会等名: International Symposium on Mechanobiology 2014
  • 発表場所: 岡山大学 (岡山県岡山市）
  • 年月日: 20140520-20140523
  • 招待講演
• [学会発表] TeadとMycによる細胞競合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木洋
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 20131203-20131206
  • 招待講演
• [学会発表] Cell polarity suppresses Hippo signaling through the regulation of Angiomotin distribution in preimplantation mouse embryos. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirate Y.
  • 学会等名: 第46回日本発生生物学会
  • 発表場所: くにびきメッセ、島根県松江市
  • 年月日: 20130528-20130531
• [学会発表] Mechanism of position-dependent specification of cell fates in preimplantation mouse embryos (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki H
  • 学会等名: Keystone Symposium, “The Hippo Tumor Suppressor Network: From Organ Size Control to Stem Cells and Cancer”
  • 発表場所: Monterey, California, USA
  • 年月日: 20130519-20130523
  • 招待講演
• [図書] New Principles in Developmental Processes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kondoh H, Kuroiwa A (eds.)
  • 総ページ数: 321
  • 出版者: Springer
• [図書] The Hippo Signalin Papthway and Cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: Oren M., Aylon Y. (eds.)
  • 総ページ数: 354
  • 出版者: Springer
• [備考] 熊本大学 発生医学研究所 分化制御分野ホームページ
  • URL: http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/divisions/cell_fate_control/index.html
• [備考] 細胞の位置が体と胎盤とを作り分ける仕組みを解明
  • URL: http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/newpress/np61.html
• [備考] 熊本大学 発生医学研究所 腎臓発生分野ホームページ
  • URL: http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/divisions/integrative_cell_biology/index.html
• [備考] ３次元腎臓組織の試験管内作製に成功
  • URL: http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/newpress/np65.html