生体イメージングによる血管新生シグナルの時空間制御機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング
• 研究課題/領域番号: 22113009
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 福原 茂朋 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70332880)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 血管新生 / ゼブラフィッシュ / 蛍光イメージング / 細胞形態・運動 / 細胞増殖 / 血管内皮細胞 / 遺伝子発現

研究実績の概要

本研究では、血管形成のダイナミズムを理解するため、ゼブラフィッシュの蛍光イメージングにより、血管形成における内皮細胞の“形態・運動能”、“細胞増殖”、“遺伝子発現”を制御する分子メカニズムを解析した。
（１）蛍光バイオセンサーを内皮細胞で発現するゼブラフィッシュを樹立し、血管新生において内皮細胞形態を制御するシグナル伝達系を解析した。これにより、血管新生によって尾側静脈が形成される際、Bone morphogenetic protein（Bmp）が内皮細胞の先導端でCdc42を活性化すること、さらに活性化したCdc42がアクチン調節タンパク質のひとつFormin-like 3を介して糸状仮足の形成を惹起することで内皮細胞の遊走および血管新生を誘導することを明らかにした（Developmental Cell, 2015）。
（２）血管内皮細胞で核転写調節因子-cateninの転写活性を可視化できるゼブラフィッシュを樹立し、血管形成における-cateninの役割を解析した。その結果、尾側静脈の形成には、Bmpによる-cateninの活性化が重要であり、活性化した-cateninはNr2f2の発現を介して静脈内皮細胞の分化を誘導するとともに、静脈内皮細胞の生存を支えることで尾側静脈形成を制御していることを明らかにした。また、Bmpはクロマチンリモデリング因子であるAggf1の発現を誘導することで-cateninの転写活性を亢進することを示した（Development, 2015）。
（３）血管内皮細胞の細胞周期を可視化できるゼブラフィッシュを樹立し、血管形成における内皮細胞増殖を解析した。これにより機能的な節間血管の形成には、内皮細胞の増殖と遊走が重要であるが、これら細胞機能は独立して制御されていることが示された（Developmental Biology, 2014）。

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] Tip cell specific requirement for an atypical Gpr124 and Reck-dependent Wnt/β-catenin pathway during brain angiogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Vanhollebeke B., Stone O., Bostaille N., Cho C., Zhou Y., Maquet E., Gauquier A., Cabochette P., Fukuhara S., Mochizuki N., Nathans J. and Stainier D.Y.R.
  • 雑誌名: eLife 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: not yet given
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in understanding of cardiovascular development by imaging of zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S, Fukui H, Wakayama Y, Ando K, Nakajima H, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev Growth Differ. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1111/dgd.12210.
  • 査読あり
• [雑誌論文] RhoA and ROCK mediate histamine-induced vascular leakage and anaphylactic shock. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikelis CM, Simaan M, Ando K, Fukuhara S, Sakurai A, Amornphimoltham P, Masedunskas A, Weigert R, Chavakis T, Adams RH, Offermanns S, Mochizuki N, Zheng Y, Gutkind JS.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 6 ページ: 6725
  • DOI: 10.1038/ncomms7725.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cdc42 mediates Bmp-induced sprouting angiogenesis through Fmnl3-driven assembly of endothelial filopodia in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wakayama Y, Fukuhara S (Corresponding author), Ando K, Matsuda M, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Cell. 巻: 32 ページ: 109-122
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.11.024.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] β-Catenin-dependent transcription is central to Bmp-mediated formation of venous vessels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashiwada T, Fukuhara S (Co-corresponding author), Terai K, Tanaka T, Wakayama Y, Ando K, Nakajima H, Fukui H, Yuge S, Saito Y, Gemma A, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Development 巻: 142 ページ: 497-509
  • DOI: 10.1242/dev.115576.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] S1P-Yap1 signaling regulates endoderm formation required for cardiac precursor cell migration in zebrafish. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukui H, Terai K, Nakajima H, Chiba A, Fukuhara S, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Cell. 巻: 31 ページ: 128-136
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.08.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizing the cell-cycle progression of endothelial cells in zebrafish. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S (Co-corresponding author), Zhang J, Yuge S, Ando K, Wakayama Y, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: 393 ページ: 10-23
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2014.06.015.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The secreted protein ANGPTL2 promotes metastasis of osteosarcoma cells through integrin α5β1, p38 MAPK, and matrix metalloproteinases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Odagiri H, Kadomatsu T, Endo M, Masuda T, Morioka MS, Fukuhara S, Miyamoto T, Kobayashi E, Miyata K, Aoi J, Horiguchi H, Nishimura N, Terada K, Yakushiji T, Manabe I, Mochizuki N, Mizuta H, Oike Y.
  • 雑誌名: Sci. Signal. 巻: 7 ページ: ra7
  • DOI: 10.1126/scisignal.2004612.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coexpression of ang1 and tie2 in odontoblasts of mouse developing and mature teeth-a new insight into dentinogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Shibata Y, Hishikawa Y, Suematsu T, Mori M, Fukuhara S, Koji T, Sawase T, Ikeda T.
  • 雑誌名: Acta. Histochem. Cytochem. 巻: 47 ページ: 19-25
  • DOI: 10.1267/ahc.13043.
  • 査読あり
• [学会発表] Unveiling the cellular and molecular mechanism of vascular development by fluorescence-based bio-imaging in zebrafish (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigetomo Fukuhara.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan.
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 血管新生メカニズムの蛍光生体イメージング解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福原茂朋
  • 学会等名: 生理研研究会2014「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-04
• [学会発表] Visualization of -catenin transcriptional activity in endothelial cells uncovers a novel role for β-catenin in venous vessel development in zebrafish (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigetomo Fukuhara, Naoki Mochizuki.
  • 学会等名: The 18th International Vascular Biology Meeting
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2014-04-15 – 2014-04-15
• [図書] 「ゼブラフィッシュを用いたin vivo細胞生物学研究 ～血管研究を例に～」、生体の科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福原茂朋、若山勇紀、柏田建、安藤康史、望月直樹
  • 総ページ数: 未定
  • 出版者: 金沢一郎記念医学医療振興財団
• [図書] 「Cdc42はフォーミンタンパク質Fmnl3を介して内皮細胞におけるフィロポディアの形成を促進し血管新生を誘導する」、ライフサイエンス新着論文レビュー (2014)
  • 著者名/発表者名: 若山勇紀、福原茂朋.
  • 総ページ数: インターネット掲載
  • 出版者: DBCLS