網膜神経細胞の発生を制御する分子機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04669
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 古川 貴久 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (50260609)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 網膜 / 視細胞 / 分化 / エピジェネティック / ヒストン修飾

研究実績の概要

脊椎動物の中枢神経系における未分化共通前駆細胞から神経細胞およびグリア細胞への細胞運命決定機構はいまだに解明されていない。我々は、中枢神経系における細胞運命決定の分子メカニズムの解明を目指し、網膜をモデルとして視細胞の発生と維持の遺伝子制御機構の解明と網膜色素変性症などの発症機構の解析を行ってきた。網膜未分化前駆細胞は多分化能を有し、おおまかな分類として５種類の網膜神経細胞と、1種類のミューラーグリア細胞を産生することが知られている。マウスの視細胞は共通前駆細胞から1種類の桿体視細胞と2種類の錐体視細胞のサブタイプに分化する過程で、オプシンやトランデューシンを含む複数のサブタイプ特異的な遺伝子群が厳密に発現制御されて視細胞のアイデンティティーが確立されることが知られている。我々は発生期の桿体視細胞に発現するSAMドメイン蛋白質Samd7が、PRC1ポリコーム複合体のPhc2やRing1Bと会合しPRC1を制御することで、H3K27メチル化やH2AK119ユビキチン化などの抑制性ヒストン修飾を通じて桿体視細胞特異的な遺伝子発現を実現し、視細胞アイデンティティーを確立していることを見出した。従来、網膜視細胞の分化成熟は、複数の転写因子の組み合わせによって制御されていると考えられてきた。本研究によって、Samd7蛋白質が神経細胞特異的なPRC1のコンポーネントととして機能し、エピジェネティックな遺伝子発現制御メカニズムが中枢神経細胞のアイデンティティの形成に重要であることが初めて明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29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

29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] Lrit1, a Retinal Transmembrane Protein, Regulates Selective Synapse Formation in Cone Photoreceptor Cells and Visual Acuity (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueno, Akiko Omori, Yoshihiro Sugita, Yuko Watanabe, Satoshi Chaya, Taro Kozuka, Takashi Kon, Tetsuo Yoshida, Satoyo Matsushita, Kenji Kuwahara, Ryusuke Kajimura, Naoko Okada, Yasushi Furukawa, Takahisa
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 13 ページ: 3548～3561
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolic shift induced by systemic activation of T cells in PD-1-deficient mice perturbs brain monoamines and emotional behavior (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyajima Michio、Zhang Baihao、Sugiura Yuki、Sonomura Kazuhiro、Guerrini Matteo M、Tsutsui Yumi、Maruya Mikako、Vogelzang Alexis、Chamoto Kenji、Honda Kurara、Hikida Takatoshi、Ito Satomi、Qin Hongyan、Sanuki Rikako、Suzuki Keiichiro、Furukawa Takahisa、
  • 雑誌名: Nature Immunology 巻: 18 ページ: 1342～1352
  • DOI: 10.1038/ni.3867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Samd7 is a cell type-specific PRC1 component essential for establishing retinal rod photoreceptor identity (2017)
  • 著者名/発表者名: Omori Yoshihiro、Kubo Shun、Kon Tetsuo、Furuhashi Mayu、Narita Hirotaka、Kominami Taro、Ueno Akiko、Tsutsumi Ryotaro、Chaya Taro、Yamamoto Haruka、Suetake Isao、Ueno Shinji、Koseki Haruhiko、Nakagawa Atsushi、Furukawa Takahisa
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 114 ページ: E8264～E8273
  • DOI: 10.1073/pnas.1707021114
  • 査読あり
• [雑誌論文] The TRPM1 Channel Is Required for Development of the Rod ON Bipolar Cell-AII Amacrine Cell Pathway in the Retinal Circuit (2017)
  • 著者名/発表者名: Kozuka Takashi、Chaya Taro、Tamalu Fuminobu、Shimada Mariko、Fujimaki-Aoba Kayo、Kuwahara Ryusuke、Watanabe Shu-Ichi、Furukawa Takahisa
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 37 ページ: 9889～9900
  • DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0824-17.2017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Versatile functional roles of horizontal cells in the retinal circuit (2017)
  • 著者名/発表者名: Chaya Taro、Matsumoto Akihiro、Sugita Yuko、Watanabe Satoshi、Kuwahara Ryusuke、Tachibana Masao、Furukawa Takahisa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 5540-5540
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05543-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A modulatory role of the Rax homeobox gene in mature pineal gland function: Investigating the photoneuroendocrine circadian system of a Rax conditional knockout mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: Rohde Kristian、Bering Tenna、Furukawa Takahisa、Rath Martin Fredensborg
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 143 ページ: 100～111
  • DOI: 10.1111/jnc.14120
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Regulation of bone mass through pineal-derived melatonin-MT2 receptor pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: Sharan Kunal、Lewis Kirsty、Furukawa Takahisa、Yadav Vijay K.
  • 雑誌名: Journal of Pineal Research 巻: 63 ページ: e12423～e12423
  • DOI: 10.1111/jpi.12423
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Critical involvement of ZEB2 in collagen fibrillogenesis: the molecular similarity between Mowat-Wilson syndrome and Ehlers-Danlos syndrome (2017)
  • 著者名/発表者名: Teraishi Mika、Takaishi Mikiro、Nakajima Kimiko、Ikeda Mitsunori、Higashi Yujiro、Shimoda Shinji、Asada Yoshinobu、Hijikata Atsushi、Ohara Osamu、Hiraki Yoko、Mizuno Seiji、Fukada Toshiyuki、Furukawa Takahisa、Wakamatsu Nobuaki、Sano Shigetoshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 46565～46565
  • DOI: 10.1038/srep46565
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ロイシンリッチ膜蛋白質Lrit1は網膜の視細胞ー双極細胞のシナプス形成を制御する (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川貴久, 上野明希子, 岡田康志
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Role of TRPM1 channel in retinal circuit development (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kozuka, Taro Chaya, Takahisa Furukawa
  • 学会等名: オーストラリア国立大学・蛋白研合同シン ポジウムIPR/RSC Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] SAMドメイン蛋白質Samd7は網膜桿体視細胞の最終分化をエピジェネティックに制御する組織特異的なポリコーム複合体１の構成要素である (2017)
  • 著者名/発表者名: 茶屋太郎, 小塚孝司, 田丸文信, 島田真理子, 桑原隆亮, 渡辺修一, 古川貴久
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] ロイシンリッチリピート膜蛋白質による網膜視細胞のシナプス形成機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 上野明希子, 古川貴久
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] TRPM1チャネルの網膜神経回路発達における役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 茶屋太郎, 小塚孝司, 田丸文信, 島田真理子, 桑原隆亮, 渡辺修一, 古川貴久
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 桿体視細胞のアイデンティティを制御するエピジェネティックな遺伝子発現制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 久保 竣, 古川貴久
  • 学会等名: 第10回Retina Research Meeting （RRM）
• [図書] Encyclopeia of Signaling Molecules (2018)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Kon, Takahisa Furukawa
  • 総ページ数: 5727-5734
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 978-3-319-67199-4