Hippoシグナル経路による細胞競合機構とその破綻病態

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞競合：細胞社会を支える適者生存システム
• 研究課題/領域番号: 26114005
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 鈴木 聡 神戸大学, 医学研究科, 教授 (10311565)
• 研究分担者: 仁科 博史 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60212122) ; 後藤 裕樹 九州大学, 生体防御医学研究所, 助教 (20734495)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: Hippo経路 / 細胞競合

研究実績の概要

本研究「Hippoシグナル経路による細胞競合機構とその破綻病態」では、(1) 哺乳類細胞競合現象の可視化、(2) 勝者細胞と敗者細胞の差を手掛かりにした「適応度」差の感知機構や競合後の細胞排除機構解析、(3)細胞競合の個体における生理的役割と破綻病態解明、の3つのアプローチによって、細胞競合現象を解明する。
ショウジョウバエにおいてはHippo経路分子が細胞競合の最も重要な制御分子とされつつあるが、哺乳類の細胞競合に関わる遺伝子群はいまだほとんど不明である。また成体マウスの肝臓に若いマウス由来の肝細胞を移植した際、肝臓のサイズは一定のまま若い移植肝細胞が宿主の古い肝細胞を競合的に排除して組織内の占有領域を順次拡大していく現象は、“哺乳動物組織における細胞競合”の1例として知られているが、その分子機構は不明である。これまで研究代表者は、Hippo経路の構成分子のノックアウト(KO)マウスやコンディショナルKOマウスを数多く作製し、また研究分担者はマウス肝臓における細胞競合モデルを独自に構築することに成功し、共同して肝臓が細胞競合モデルとして重要であることを見出している。
本研究ではこれら申請者が、様々なアプローチで細胞競合現象を研究する世界的な研究者が集まる当該領域に参画し、有機的かつ緊密に連携しつつ、Hippoシグナル経路による哺乳類細胞競合機構とその破綻病態を研究する。これによって、哺乳類組織構築における細胞競合の分子機構、細胞適応度の解明、細胞競合による破綻病態の解明も可能となり、生命科学の新たな次元の創出が期待される。また、本研究の成果は、細胞競合という新しい生物学的コンセプトを起点として広範な生命科学領域の向上と強化につながるとともに、がんをはじめとするヒト難治性疾患の病態解明と治療戦略の開拓に貢献することが期待される。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

＜これまでの研究成果＞
In vitroの通常培養では、これまでYAP過剰活性化細胞は、隣接した周辺正常細胞に対して敗者となり突出誘導される事、RASやSRC活性化細胞を周辺細胞に用いると突出誘導されないことを報告した（Scientific Reports 2016）。さらにin vivoで肝臓での細胞競合の可視化を可能とし、エタノールなどで障害をうけた肝細胞においてはYAP過剰活性化細胞は敗者になるのに対し、障害のない肝細胞では勝者となることを見出した（論文投稿中）。
これらYAP過剰発活性化細胞が、条件によって勝者と敗者が逆転する現象はin vitroでもさらに認められ、YAP過剰活性化細胞は、(1)通常培養では培養皿底面への接着力が減弱して、野生型に比し敗者になること、(2)ペトリ皿やpHEMAコート皿などの細胞浮遊培養条件下での単独培養では増殖が高く、野生型との混合培養時にはさらにより増殖力が強くなり勝者になることを見出した。このように細胞競合様現象の勝敗の一因は、細胞接着の状態変化に依存する可能性が高いこと、通常培養では接着性が高い細胞同士が凝集しようとするために、二次的に接着性が弱い細胞が押し出され排除される可能性があることも示唆された。
以上のように進捗状況はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

平成29年度に我々は、YAP過剰活性化細胞で遺伝子発現が減弱する細胞接着関連因子をいくつかマイクロアレイで見出したために、その発現変化機構を解明する。またこれら発現減弱した細胞接着関連因子を１つ１つ発現回復させることにより、細胞競合様現象の回復が起きるのかをin vitroで検討して、勝者敗者を決定する遺伝子を特定する。またこれらによって特定された細胞接着関連遺伝子が、細胞競合様現象に関与することを皮膚移植やキメラ胚を用いたin vivo解析でも解明する。
以上の接着関連遺伝子を介したHippo経路と細胞競合様現象の成果をまとめて論文を投稿する。

研究成果

• [国際共同研究] University of Western Ontario(Canada)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Western Ontario
• [国際共同研究] University of Bath/University of Oxford(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Bath/University of Oxford
• [国際共同研究] IST Austria(Austria)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: IST Austria
• [国際共同研究] Medical College of Wisconsin(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Medical College of Wisconsin
• [雑誌論文] Forebrain-specific ablation of phospholipase Cγ1 causes manic-like behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Yang YR, Jung JH, Kim SJ, Hamada K, Suzuki A, Kim HJ, Lee JH, Kwon OB, Lee YK, Kim J, Kim EK, Jang HJ, Kang DS, Choi JS, Lee CJ, Marshall J, Koh HY, Kim CJ, Seok H, Kim SH, Choi JH, Choi YB, Cocco L, Ryu SH, Kim JH, Suh PG.
  • 雑誌名: MOLECULAR PSYCHIATRY 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1038/mp.2016.261
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Amino-terminal enhancer of split gene AES encodes a tumor and metastasis suppressor of prostate cancer (2017)
  • 著者名/発表者名: Okada Y, Sonoshita M, Kakizaki F, Aoyama N, Itatani Y, Uegaki M, Sakamoto H, Kobayashi T, Inoue T, Kamba T, Suzuki A, Ogawa O, Taketo M.
  • 雑誌名: CANCER SCIENCE 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/cas.13187
  • 査読あり
• [雑誌論文] MOB1-YAP1/TAZ-NKX2.1 axis controls bronchioalveolar cell differentiation, adhesion, and tumor formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Otsubo K, Goto H, Nishio M, Kawamura K, Yanagi S, Nishie W, Sasaki T, Maehama T, Nishina H, Mimori K, Nakano T, Shimizu H, Mak TW , Nakao K, Nakanishi Y, Suzuki A
  • 雑誌名: ONCOGENE 巻: 36(29) ページ: 4201-4211
  • DOI: 10.1038/onc.2017.58.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Altered expression of Hippo signaling pathway molecules in intrahepatic cholangiocarcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sugimachi K, Nishio M, Aishima S, Kuroda Y, Iguchi T, Komatsu H, Hirata H, Sakimura S, Eguchi H, Bekki Y, Takenaka K, Maehara Y, Suzuki A, Mimori K.
  • 雑誌名: ONCOLOGY 巻: 93(1) ページ: 67-74
  • DOI: 10.1159/000463390.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vps34 regulates myofibril proteostasis to prevent hypertrophic cardiomyopathy (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura H, Eguchi S, Sasaki J, Kuba K, Nakanishi H, Takasuga S, Yamazaki M, Goto A, Watanabe H, Itoh H, Imai Y, Suzuki A, Mizushima N, Sasaki T
  • 雑誌名: JCI INSIGHT 巻: 2(1) ページ: e89462
  • DOI: 10.1172/jci.insight.89462
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The mevalonate pathway regulates primitive streak formation via protein farnesylation (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto-Uchida Y, Yu R, Miyamura N, Arima N, Ishigami-Yuasa M, Kagechika H, Yoshida S, Hosoya T, Nawa M, Kasama T, Asaoka Y, Alois RW, Elling U, Penninger JM, Nishina S, Azuma N, Nishina H
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 37697
  • DOI: 10.1038/srep37697
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MDCK cells expressing constitutively active Yes-associated protein (YAP) undergo apical extrusion depending on neighboring cell status (2016)
  • 著者名/発表者名: Chiba T, Ishihara E, Miyamura N, Narumi R, Kajita M, Fujita Y, Suzuki A, Ogawa Y, Nishina H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 28383
  • DOI: 10.1038/srep28383.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SLC7 family transporters control the establishment of left-right asymmetry during organogenesis in medaka by activating mTOR signaling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Y, Nagai Y, Namae M, Furutani-Seiki M, Nishina H
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 474 ページ: 146-153
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.04.087
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetically Encoded Fluorescent Probe for Imaging Apoptosis in Vivo with Spontaneous GFP Complementation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nasu Y, Asaoka Y, Namae M, Nishina H, Yoshimura H, Ozawa T
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 88(1) ページ: 838-844
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.5b03367
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modulation of anti-cancer drug sensitivity through the regulation of mitochondrial activity by adenylate kinase 4. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa K, Terai S, Takami T, Yamamoto N, Yamasaki T, Matsumoto T, Yamaguchi K, Owada Y, Nishina H, Noma T, Sakaida I
  • 雑誌名: J. Exp. Clin. Cancer Res. 巻: 35 ページ: 48
  • DOI: 10.1186/s13046-016-0322-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] マウス唾液腺におけるMob1a/1bの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮地洋佑, 西尾美希, 後藤裕樹, 鈴木 聡
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] 概日リズムを形成する細胞時計の光同調機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山順他
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] 転写共役因子YAP発現MDCK細胞は細胞外環境依存的に突出する (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか他
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Mechanism for light-dependent synchronization of cellular clocks in zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山順他
  • 学会等名: 第23回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-11-12 – 2016-11-13
• [学会発表] TEAD-dependent, YAP/TAZ-independent activation of human APOBEC3B promoter (2016)
  • 著者名/発表者名: Seiichiro Mori, Hiroshi Nishina, Iwao Kukimoto
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Hippo pathway in vivo (2016)
  • 著者名/発表者名: Miki Nishio, Hiroki Goto, Kohei Otsubo, Hideru Togashi, Yohei Shimono, Tomohiko Maehama, Akira Suzuki
  • 学会等名: 第75回日本癌学会学術総会シンポジウムS12 Advances in cancer animal model: from mechanisms to clinical output がん動物モデルの新展開：メカニズムから臨床応用まで
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08
  • 国際学会
• [学会発表] 器官形成におけるHippo-YAPシグナル伝達経路の役割-幹細胞・前駆細胞の分化制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科博史
  • 学会等名: 第89回日本生化学大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27
• [学会発表] Hippoシグナル経路破綻によって誘導されるマウス肝細胞の動態の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村憲央、仁科博史
  • 学会等名: 第25回日本肝臓医生物学研究会
  • 発表場所: 越後湯沢
  • 年月日: 2016-09-17 – 2016-09-17
• [学会発表] Hippo-YAPシグナル伝達経路による細胞排除現象の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村憲央他
  • 学会等名: 第25回日本Cell Death学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-09 – 2016-09-10
• [学会発表] 器官の３D構築とサイズの制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科博史
  • 学会等名: 新学術領域「第7回Molecular Cardiovascular Conference
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-02 – 2016-09-03
• [学会発表] 転写共役因子YAPによって誘導される肝細胞消失現象の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科博史
  • 学会等名: 第4回新学術領域「細胞競合」班会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-08-30 – 2016-08-31
• [学会発表] 細胞外環境依存的な転写共役因子YAP誘導性細胞突出の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか他
  • 学会等名: 第4回新学術領域「細胞競合」班会議
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-08-30 – 2016-08-31
• [学会発表] Molecular mechanism for the light-dependent synchronization of cellular clocks generating circadian rhythm in zebrafish. (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山順他
  • 学会等名: 第22回小型魚類研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-27
• [学会発表] 転写共役因子YAPの細胞競合における役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科博史
  • 学会等名: 第23回肝細胞研究会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2016-07-07 – 2016-07-08
• [学会発表] Mammalian cells expressing constitutively active Yes-associated protein (YAP) undergo apical extrusion depending on neighboring cell status. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishina
  • 学会等名: FASEB 2016 Liver Biology: Fundamental Mechanisms and Translational Applications
  • 発表場所: West Palm Beach, Florida
  • 年月日: 2016-06-26 – 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] 概日リズムを形成する細胞時計の光同調機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山順
  • 学会等名: 第15回生命科学研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
• [学会発表] マウス肝臓におけるHippo経路破綻細胞の排除現象の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村憲央
  • 学会等名: 第15回生命科学研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-06-24 – 2016-06-25
• [学会発表] メダカに学ぶ再生医療の基礎 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科博史
  • 学会等名: 第15回公開市民講座
  • 発表場所: 文京シビックセンター
  • 年月日: 2016-06-17 – 2016-06-17
• [学会発表] 概日リズムを形成する細胞時計の光依存的な組織内同調機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: Alifu Yikelun他
  • 学会等名: 日本生化学会関東支部例会
  • 発表場所: 栃木（自治医大）
  • 年月日: 2016-06-11 – 2016-06-11
• [学会発表] MOB1A/1B欠損による肝がん発症機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 聡, 西尾美希, 杉町圭史, 後藤裕樹, 宮地洋佑, 新家一男,三森功士
  • 学会等名: 第20回日本分子標的治療学会シンポジウム～微小環境を標的にした治療
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2016-05-30 – 2016-06-01
• [学会発表] MDCK cells expressing constitutively active YAP undergo apical extrusion depending on neighboring cell status. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishina
  • 学会等名: 2nd Cell Competition International Symposium
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2016-04-12 – 2016-04-12
  • 国際学会
• [図書] Hippo vs. Crab: Tissue-specific functions of the mammalian Hippo pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishio M, Maehama T, Goto H, Nakatani K, Kato W, Omori H, Miyachi Y, Togashi H, Shimono Y, Suzuki A
  • 総ページ数: 6-31
  • 出版者: GENES TO CELLS
• [図書] Targeting the Hippo Signaling Pathway for Cancer Treatment (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakatani K, Maehama T, Nishio M, Goto H, Kato W, Omori H, Miyachi Y, Togashi H, Shimono Y, Suzuki A
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: JOURNAL OF BIOCHEMISTRY
• [図書] 機械的刺激によるHippo-YAZ/TAZ経路の活性化,生理作用,腫瘍進展メカニズムと意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 後藤裕樹, 西尾美希, 加藤稚子, 前濱朝彦, 鈴木 聡
  • 総ページ数: 127-131
  • 出版者: 生体の科学
• [図書] Organoid Culture of Human Cancer Stem Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimono Y, Mukohyama J, Isobe T, Johnston DM, Dalerba P, Suzuki A.
  • 総ページ数: 1-9
  • 出版者: Methodsin Molecular Biology
• [図書] 石原えりか、仁科博史：メカノトランスダクションにおけるHippo-YAP/TAZシグナル伝達経路の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか、仁科博史
  • 総ページ数: 101-106
  • 出版者: CLINICAL CALCIUM
• [図書] 石原えりか、仁科博史：Hippo-YAP/TAZシグナルによる幹細胞・前駆細胞の分化制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか、仁科博史
  • 総ページ数: 62-67
  • 出版者: 実験医学増刊「組織幹細胞
• [図書] Hippo-YAP/TAZシグナル伝達経路とメカノトランスダクション (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか、仁科博史
  • 総ページ数: 1037-1042
  • 出版者: 医学のあゆみ
• [図書] 器官サイズを制御するHippo-YAP/TAZシグナル伝達経路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村憲央、仁科博史
  • 総ページ数: -
  • 出版者: ライフサイエンス 領域融合レビュー
• [図書] Hippo-YAPシグナル伝達経路を介した細胞競合 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか、仁科博史
  • 総ページ数: 16108-16112
  • 出版者: 医学のあゆみ
• [図書] 活性型YAP発現によって誘導される哺乳動物細胞の排除現象 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石原えりか、千葉恭敬、仁科博史
  • 総ページ数: 107-110
  • 出版者: 生体の科学
• [図書] 細胞のシグナル伝達 第１版（Lim et al.） (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科 博史
  • 総ページ数: -
  • 出版者: メデカル・サイエンス・インターナショナル
• [図書] 分子細胞生物学 第7版 (Lodish et al.) (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科 博史
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 東京化学同人
• [備考] 細胞競合 Hippoシグナル経路による細胞競合機構とその破綻病態
  • URL: http://cell-competition.com/blog/plan/suzuki/
• [備考] 東京医科歯科大学難治研発生再生生物学
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/mri/dbio/
• [備考] 神戸大学 分子細胞生物学
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/mcb/
• [備考] 異常な細胞の除去を誘導する新たな仕組みの解明に成功 プレス
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/archive-tmdu/kouhou/20160621_2.pdf
• [備考] 発生初期の器官形成の鍵となる組織の分化に必要な代謝経路の解明 プレス
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/archive-tmdu/kouhou/20161124.pdf