消化管再構築の分子機構:上皮・結合組織相互作用に関わる遺伝子の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11670017
• 研究機関: 獨協医科大学
• 研究代表者: 岡 敦子 獨協医科大学, 医学部, 助教授 (50175254)
• キーワード: 消化管 / 器官再構築 / 組織間相互作用 / in situハイブリダイゼーション / 甲状腺ホルモン応答遺伝子 / 幹細胞 / ソニックヘッジホッグ / 骨形成蛋白質

研究概要

変態期の両生類の消化管では、甲状腺ホルモン(TH)を引き金として、それまで機能していた幼生型細胞がアポトーシスにより消失し、幹細胞から哺乳類類似の成体型上皮が新たに形成されていく。消化管上皮再形成の分子機構を解明するため、我々はアフリカツメガエル(Xenopus laevis)幼生の小腸を実験材料とし、TH応答遺伝子の発現調節や機能に関する解析を進めている。本年度は、これまでに同定されているTH応答遺伝子のうち、幼生型上皮細胞のアポトーシスと密接に関連して発現が変化するストロムライシン-3(ST3)遺伝子の機能に注目した。抗ST3抗体を用いた阻害実験を行い、細胞外基質を変性させる酵素の1つであるST3が、上皮細胞のアポトーシスを促進することを培養下で証明した。この他に、in situハイブリダイゼーション(ISH)解析により成体型上皮形成への関与が示唆されている骨形成蛋白質-4(BMP-4)遺伝子に関しては、その発現を制御するしくみに関する解析を培養下で行った。その結果、THに応答して上皮から分泌されるソニックヘッジホッグ(Shh)が、上皮近くの線維芽細胞においてBMP-4の発現を誘導することを明らかにした。さらに、BMP-4が作用すると予想される成体型上皮幹細胞で、BMP-4受容体が実際に発現されていることをISH解析により示した。今後、Shh/BMP-4シグナル経路が、幹細胞からの小腸上皮の形成過程にいかなる役割を果たしているのかを生体外培養系を用いて実験的に検証していく計画である。

研究成果

• [文献書誌] Ishizuya-Oka,A.,,Li,Q.,Amano,T.,Damjanovski,S.,Ueda,S.,Shi,Y.-B.: "Requirement for matrix metalloproteinase stromelysin-3 in cell migration and apoptosis during tissue remodeling."J.Cell Biol.. 150. 1177-1188 (2000)
• [文献書誌] Ishizuya-Oka,A.Ueda,S.: "Molecular aspects of epithelial-connective tissue interactions during the intestinal remodeling."Acta Histochem.Cytochem.. 33. 177-184 (2000)
• [文献書誌] Damjanovski,S.,Amano,T.,Li,Q.,Ueda,S.,Shi,Y.-B.,Ishizuya-Oka,A.: "Role of ECM remodeling in thyroid hormone-dependent apoptosis.during anuran metamorphosis."Ann..New York Acad.Sci.. 926. 180-191 (2000)
• [文献書誌] Ishizuya-Oka,A.,Ueda,S.,Amano,T.,Shimizu,K.,Suzuki,K.,Ueno,N.,Yoshizato,K.: "Thyroid hormone-dependent and fibroblast-specific expression of BMP-4 correlates with adult epithelial development during amphibian intestinal remodeling."Cell Tissue Res.. 303. 187-195 (2001)