初期胚細胞コミュニティーにおける遺伝子と細胞の挙動の解析

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: 21116005
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 藤森 俊彦 基礎生物学研究所, 初期発生研究部門, 教授 (80301274)
• 研究分担者: 豊岡 やよい 基礎生物学研究所, 初期発生研究部門, 助教 (20360597) ; 木村 啓志 東海大学, 工学部, 講師 (40533625) ; 丹羽 仁史 独立行政法人理化学研究所, 多細胞システム形成研究センター, チームリーダー (80253730)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 哺乳類 / 初期胚 / 発生 / 細胞 / 遺伝子発現

研究実績の概要

以下の項目について研究を進め、それぞれ成果が得られた。
細胞の性質を決める因子群の挙動と機能の解析　GATA6およびCdx2の遺伝子発現と将来の分化形質との間連をライブイメージングによって解析した。これによって、栄養外胚葉は、胚の外側で分化が誘導されるが、一旦分化誘導された後にもその運命が変更されることが明らかになった。胚盤胞に対して作製したモノクローナル抗体のスクリーニングを新規に開発したマイクロデバイスを用いて終了した。新規の発現パターンを示す複数の抗体が得られた。
誘導型ノックアウト技術を用いたES細胞における遺伝子機能解析　新規に開発した方法を用いて誘導型ノックアウトES細胞を作成し、Trp53およびXpcの遺伝子機能解析を行った。これまでにES細胞の分化誘導過程で必須の機能を有すると報告されていたTrp53はES細胞の２次元での分化には必要であるが、３次元での分化（胚様体形成）には必要ない事がわかった。また、ES細胞においてOct3/4と複合体を形成し、その転写活性化能に寄与するとされていたXpcについて解析した。その結果、Xpcの知られている全ての機能ドメインを欠失させても、ES細胞は多能性を維持する事ができ、Oct3/4の転写活性化能も変化しない事を明らかにした。
ウサギを用いた哺乳類初期発生の解析　マウスと異なるタイプの初期発生様式が見られるウサギを用いて各細胞種のマーカーの遺伝子発現パターンを解析した。これにより、マウスと異なる原始内胚葉の形成様式が明らかになった。
子宮内での胚の存在様式の解析　マウス胚が着床する4日目から体軸形成が見られる6日目にかけて連続的にサンプリングを行い、子宮丸ごとの連続切片を作製した。スライドスキャナーを用いて画像取得し、3次元再構築する手法を開発した。これらのデータのデーターベース化を開始した。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] BMP signaling is required for cell cleavage in preimplantation-mouse embryos. (2015)
  • 著者名/発表者名: Reyes de Mochel NS, Luong M, Chiang M, Javier AL, Luu E, Toshihiko F, MacGregor GR, Cinquin O, Cho KW
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 397 ページ: 45-55
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2014.10.001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The lncRNA Neat1 is required for corpus luteum formation and the establishment of pregnancy in a subpopulation of mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa S, Shimada M, Yanaka K, Mito M, Arai T, Takahashi E, Fujita Y, Fujimori T, Standaert L, Marine JC, Hirose T.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 ページ: 4618-27
  • DOI: 10.1242/dev.110544.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Celsr1 is required for the generation of polarity at multiple levels of the mouse oviduct. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shi D, Komatsu K, Hirao M, Toyooka Y, Koyama H, Tissir F, Goffinet AM, Uemura T, Fujimori T.
  • 雑誌名: Development 巻: 141 ページ: 4558-68
  • DOI: 10.1242/dev.115659.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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: Mechanisms of Development 巻: 132 ページ: 44-58
  • DOI: 10.1016/j.mod.2014.01.004.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bre1a, a histone H2B ubiquitin ligase, regulates the cell cycle and differentiation of neural precursor cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishino Y, Hayashi Y, Naruse M, Tomita K, Sanbo M, Fuchigami T, Fujiki R, Hirose K, Toyooka Y, Fujimori T, Ikenaka K, Hitoshi S.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 34 ページ: 3067-78
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3832-13.2014.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The C-terminal region of Xpc is dispensable for the transcriptional activity of Oct3/4 in mouse embryonic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito S, Yamane M, Ohtsuka S, Niwa H.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 588 ページ: 1128-35
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.02.033.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic exploration of the exit from self-renewal using haploid embryonic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Leeb M, Dietmann S, Paramor M, Niwa H, Smith A.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 14 ページ: 385-93
  • DOI: 10.1016/j.stem.2013.12.008.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TAG-1-assisted progenitor elongation streamlines nuclear migration to optimize subapical crowding. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamoto M, Namba T, Shinoda T, Kondo T, Watanabe T, Inoue Y, Takeuchi K, Enomoto Y, Ota K, Oda K, Wada Y, Sagou K, Saito K, Sakakibara A, Kawaguchi A, Nakajima K, Adachi T, Fujimori T, Ueda M, Hayashi S, Kaibuchi K, Miyata T
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 16 ページ: 1556-66
  • DOI: 10.1038/nn.3525.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional analysis of platelet-derived growth factor receptor-β in neural stem/progenitor cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Xu G, Shen J, Ishii Y, Fukuchi M, Dang TC, Zheng Y, Hamashima T, Fujimori T, Tsuda M, Funa K, Sasahara M.
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 238 ページ: 195-208
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2013.02.021.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Maintenance of pluripotency in mouse ES cells without Trp53. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeta M, Ohtsuka S, Nishikawa-Torikai S, Yamane M, Fujii S, Murakami K, Niwa H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 2944
  • DOI: 10.1038/srep02944.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Context-dependent wiring of Sox2 regulatory networks for self-renewal of embryonic and trophoblast stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Adachi K, Nikaido I, Ohta H, Ohtsuka S, Ura H, Kadota M, Wakayama T, Ueda HR, Niwa H.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 52 ページ: 380-92
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.09.002.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Kinetics of drug selection systems in mouse embryonic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakatake Y, Fujii S, Masui S, Sugimoto T, Torikai-Nishikawa S, Adachi K, Niwa H.
  • 雑誌名: BMC Biotechnology 巻: 13 ページ: 64
  • DOI: 10.1186/1472-6750-13-64.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNA methylation restricts lineage-specific functions of transcription factor Gata4 during embryonic stem cell differentiation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oda M, Kumaki Y, Shigeta M, Jakt LM, Matsuoka C, Yamagiwa A, Niwa H, Okano M.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 9 ページ: e1003574
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003574.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] PCP in the mouse oviduct. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Finnish-Japanese joint symposium on Morphogenesis and Signaling
  • 発表場所: University of Helsinki(Finland)
  • 年月日: 2015-03-03 – 2015-03-04
  • 招待講演
• [学会発表] PCP Pathway and Cellular Geometric Pattern in Oviduct Morphogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: The 62nd NIBB Conference FORCE IN DEVELOPMENT
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2014-11-17 – 2014-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたバイオ環境操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村啓志
  • 学会等名: 表面技術協会関東支部第88回講演会「バイオインターフェイスとしてのマテリアル・デバイス」
  • 発表場所: 東京医科歯科大学 湯島キャンパス(東京都文京区)
  • 年月日: 2014-10-24 – 2014-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] Behaviors of cells and gene expression in early mouse development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: The 37th NAITO CONFERNCE Bioimaging-a paradigm shift for the life sciences
  • 発表場所: ヒルトンニセコビレッジ（北海道虻田郡ニセコ町）
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] ライブイメージングの為のマウスと顕微鏡 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤森俊彦
  • 学会等名: 愛媛大学医学部「第１回イメージングシリーズセミナー」
  • 発表場所: 愛媛大学医学部(愛媛県東温市)
  • 年月日: 2014-07-01 – 2014-07-01
  • 招待講演
• [学会発表] 着床前胚を取り扱うマイクロ流体デバイス技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村啓志
  • 学会等名: ほ乳類着床前胚の定量生物学
  • 発表場所: 東京大学・生産技術研究所（東京都目黒区）
  • 年月日: 2014-03-10 – 2014-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Behaviors of cells and gene expression in early mouse development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: Institute of Cellular and Organismic Biology Seminar
  • 発表場所: Institute of Cellular and Organismic Biology, Academia Sinica(Taiwan)
  • 年月日: 2013-12-09 – 2013-12-09
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた細胞外環境操作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村啓志
  • 学会等名: 電気化学会関東支部2013年関東支部セミナー
  • 発表場所: 東京農工大小金井キャンパス（東京都小金井市）
  • 年月日: 2013-11-22 – 2013-11-22
  • 招待講演
• [学会発表] ES細胞の多能性を司る分子機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹羽仁史
  • 学会等名: 日本発生生物学会 ２０１３年秋季シンポジウム
  • 発表場所: 神戸しあわせの村（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2013-11-18 – 2013-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] Behaviors of Cells and Gene Expression in Early Mouse Development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Fujimori
  • 学会等名: The 61st NIBB Conference Cellular Community in Mammalian Embryogenesis
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2013-07-10 – 2013-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] Restriction of pluripotency in development - modeling in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Niwa
  • 学会等名: The 61st NIBB Conference: Cellular Community in Mammalian Embryogenesis
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2013-07-10 – 2013-07-12
  • 招待講演
• [備考] 基礎生物学研究所・初期発生研究部門
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/embryo/index.html