研究課題
本研究では、組織修復に寄与する組織非自律的な応答の解明を目指す。組織再生の分子メカニズムの解明は生物学や医学における重要な課題の一つであり、多くの研究者によって様々な分子機構が明らかになってきた。しかし、これまで行われてきた再生研究は傷害部位における組織自律的な分子メカニズムの解析が中心であり、組織非自律的な恒常性維持機構という観点から再生を捉える研究は少なかった。その理由の１つとして、実験系の確立が困難である事が挙げられる。再生における組織間相互作用の全貌を明らかにするには、組織傷害を行った際に別の組織において網羅的な遺伝子の解析、即ち遺伝学的スクリーニングが出来る事が望ましい。そのため前年度までの研究で、ショウジョウバエの遺伝学と温度感受性ジフテリア毒素を組み合わせることで、一過的な組織傷害と非傷害組織における遺伝学的解析を並行して行えるDual Systemを構築した。当該年度では、まずUPLC/MS-MSを用いた分析により、当研究室で着目されていたメチオニン代謝経路の代謝産物を測定した。その結果、脂肪体(脊椎動物の肝臓と白色脂肪組織と同様の機能を持つ組織)で活発に起こっているメチオニン代謝経路が変化し、特にメチオニン量やＳアデノシルメチオニン(ＳＡＭ)量が減少していることが分かった。そこでDual Systemを用いてメチオニン代謝を脂肪体特異的に亢進・抑制したところ、成虫原基の組織修復が不完全になることを発見した。これらの遺伝学的解析と代謝産物の分析より、脂肪体におけるメチオニン代謝の適切な調節が成虫原基における組織修復に必須であることが示された。これらの結果を論文としてまとめ(Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Feb 16;113(7):1835-40.)、体内環境が組織の治癒力に与えるメカニズムの一端を発表した。
1: 当初の計画以上に進展している
本研究では、脂肪体や脳といった分泌組織から、どのようなシグナルが伝達されて成虫原基の修復に寄与するか解明することを目的としている。これまでの研究によって、成虫原基における傷害が遠隔的に脂肪体のメチオニン代謝を変化させ、その適切なメチオニン代謝の変化が成虫原基の組織修復に重要であることを明らかにした。これらの組織間のシグナルを媒介する因子の同定には未だ至っていないが、組織非自律的な応答が組織修復に遠隔的に寄与していることを代謝の観点から示すことに成功し、研究成果を論文として世界に発表することができた。
今後は、成虫原基の修復初期における体液組成のメタボローム解析と、分泌性因子の網羅的はRNAiスクリーニングを基にし、修復時の体内環境の変動を網羅的に調べ、修復に寄与する体液生因子とそれを支える分子基盤の解明を目指す。修復初期の体液メタボロームを行ったところ、先述したメチオニン代謝の変化だけでなく、様々な代謝産物の変化が見られた。今後はDual systemを用いた遺伝学的解析と代謝産物の分析によって、どの代謝産物がどの組織でどのように働くのかの分子メカニズムを解明し、組織間相互作用が再生・組織修復に与える新規のメカニズムの解明に向けて研究を進める。
すべて 2016 2015 その他
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
巻: 113(7) ページ: 1835-40
10.1073/pnas.1523681113
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160202-2/index.html
