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2016 年度 実施状況報告書

遺伝的細胞系譜追跡法を用いた消化管間質細胞の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K08150
研究機関福井大学

研究代表者

飯野 哲  福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (40242854)

研究分担者 堀口 和秀  福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (20377451)
橋本 隆  福井大学, 学術研究院医学系部門, 特命助教 (60712891)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード間質細胞 / 線維芽細胞 / カハール介在細胞 / 消化管 / PDGF受容体α / c-Kit / ヘッジホッグ
研究実績の概要

間質細胞あるいは線維芽細胞は各種臓器の実質細胞間を埋める構造として、また細胞外基質の産生細胞とされるが、臓器における特異的機能については不明な点が多い。消化管で考えるとペースメーカー機能を持つカハール介在細胞(ICC)が特異的な間質細胞として知られるが、他には粘膜上皮直下の筋線維芽細胞、粘膜固有層や粘膜下組織の線維芽細胞、筋層内の線維芽細胞、漿膜直下の線維芽細胞などが観察される。またこれら間質細胞は病態(消化管炎症など)において中心的な変化を示すことが知られている。
本年は、各種遺伝子改変マウスの導入と増殖・解析および形態解析を進めるための抗体作製を行った。これまでにPDGF受容体α-EGFPマウス、c-Kit-copGFPマウス、KitL-GFPマウスやタモキシフェン誘導可能なCreERマウスとその解析のためのレポーターマウスmTmGを導入した。これらのマウスの増殖がすすみ今後の解析を進める準備が整った。
これまでにKitL-GFPマウスの解析から、c-Kitリガンドを発現する細胞が少なくとも筋層線維芽細胞(PDGF受容体α発現細胞)であり、これらの細胞は受容体であるc-Kitを発現するICCの近傍(隣接)に位置することが形態学的解析から明らかとなった。消化管筋層に存在する2種類の間質細胞が隣接してリガンドと受容体を発現することが分かり、機能的な意味を示すと考える。
間質細胞や平滑筋細胞に働くヘッジホッグシグナル解析のため転写因子Gli-1とGli-2の発現をlacZをマーカーとして可視化する遺伝子変異マウスを導入し、間質細胞との関連を解析し、一部の線維芽細胞とカハール介在細胞での発現を確認した。間質細胞発生とヘッジホッグシグナルとの関連について解析を進めることとしている。

現在までの達成度 (区分)
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

間質細胞や線維芽細胞を識別するためのレポーターマウスおよびCre-loxPシステム用のマウスが十分に利用可能まで増殖し、加えて免疫組織化学法による識別を可能とする各種抗体(c-Kit、PDGF受容体α、サイトグロビンなど)を用いた形態解析が進んでおり予定通りの進捗であると考える。加えてKitLマウス解析から線維芽細胞とカハール介在細胞の位置関係意味づけが可能となり、サイトグロビン発現細胞が間質細胞に特異的に発現することが明らかとなるなど結果が得られている。新たに解析を進めている転写因子Gliの発現が間質細胞とカハール介在細胞の一部で観察され、当該細胞の発生におけるヘッジホッグシグナルとの関連について解析の手がかりを得ることができた。

今後の研究の推進方策

これまでに得られたデータであるKitLマウスの解析により線維芽細胞のカハール介在細胞支持機能が見いだされつつあること、サイトグロビン発現から線維芽細胞の網羅的解析を進めることができること、などから間質細胞の機能的解析が進められると考えている。またGli-1発現細胞の解析からも間質細胞の特異性が解析できる体制となった。
当初の予定である遺伝的細胞系譜追跡法を線維芽細胞で行うための準備が整ったことを受けて、Cre-loxPシステムを実際に利用して同細胞の解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

動物解析のための動物購入飼育費用および人件費の使用が少なかった。また動物飼育費用の一部は次年度に払う必要があるため、繰り越しとした。

次年度使用額の使用計画

前年度の動物飼育費用に加え、多数の動物を飼育し解析するための動物購入飼育費と人件費、論文発表のための印刷費として使用する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Nitric oxide-induced oxidative stress impairs pacemaker function of murine interstitial cells of Cajal during inflammation.2016

    • 著者名/発表者名
      Kaji N, Horiguchi K, Iino S, Nakayama S, Ohwada T, Otani Y, Firman, Murata T, Sanders KM, Ozaki H, Hori MKaji N, Horiguchi K, Iino S, Nakayama S, Ohwada T, Otani Y, Firman, Murata T, Sanders KM, Ozaki H, Hori M
    • 雑誌名

      Pharmacol Res.

      巻: 111 ページ: 838-48

    • DOI

      10.1016/j.phrs.2016.07.030.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Epidermal growth factor is a critical regulator of the cytokine IL-33 in intestinal epithelial cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Islam MS, Horiguchi K, Iino S, Kaji N, Mikawa S, Hori M, Ozaki H.
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: 173(16) ページ: 2532-42

    • DOI

      10.1111/bph.13535.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] TNBS腸炎モデルマウスにおける消化管筋層の傷害と回復過程2017

    • 著者名/発表者名
      堀口和秀、河原真代、杉本京平、堀口里美、橋本隆、飯野哲
    • 学会等名
      第122回日本解剖学会総会全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市・長崎県)
    • 年月日
      2017-03-30
  • [学会発表] 胎生期マウス消化管筋層のc-KIT受容体型チロシンキナーゼの発現解析2017

    • 著者名/発表者名
      堀口里美、堀口和秀、飯野哲
    • 学会等名
      第122回日本解剖学会総会全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市・長崎県)
    • 年月日
      2017-03-30
  • [学会発表] マウス消化管における転写因子Gli1の局在解析2017

    • 著者名/発表者名
      橋本隆、堀口和秀、堀口里美、飯野哲
    • 学会等名
      第122回 日本解剖学会総会全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎市・長崎県)
    • 年月日
      2017-03-30

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公開日: 2018-01-16  

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