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2015 年度 実施状況報告書

中腎形成から考える、後腎尿管芽形成の新規メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 15K19013
研究機関和歌山県立医科大学

研究代表者

村嶋 亜紀  和歌山県立医科大学, 先端医学研究所, 特別研究員 (50637105)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード中腎 / 尿管芽 / ウォルフ管 / beta-catenin
研究実績の概要

平成27年度はGDNF/Retシグナル非依存的尿管芽誘導モデルとして中腎上皮特異的beta-catenin ノックアウト(KO)マウスを用い、その分子メカニズムを解析した。中腎上皮特異的beta-catenin KOマウスでは異所的尿管芽部においてMAPK関連シグナルのうち、c-Junを介した細胞内シグナルが活性化していることがわかった(Sakita et al., 和歌山医学 in press)。C-Jun活性化の上流分子として線維芽細胞増殖因子受容体(Fgfr)が考えられたため、中腎上皮特異的beta-catenin KOマウスのバックグラウンドにFgfr2遺伝子の欠損を加えた中腎上皮特異的複合遺伝子KO(Hoxb7-Cre;beta-cateninflox/-;Fgfr2flox/-)マウスを作製し、GDNF/Ret非依存的尿管芽誘導におけるFgfシグナルの機能を検討した。その結果、中腎上皮特異的beta-catenin KOマウスで見られた異所的尿管芽誘導は中腎上皮特異的複合遺伝子KOにおいて抑制されなかった。このことから異所的尿管芽誘導におけるMAPKシグナルの活性化はFgfr2を介さないことが示唆された。本研究は、尿管芽形成におけるGDNF/Retシグナル非依存的なMAPKシグナル活性化をin vivoで示した初めての報告であり、そのメカニズムの解明は先天性腎尿路奇形(CAKUT)などの病態解明に大きく貢献するものと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度は、中腎上皮特異的beta-catenin KOマウスにおけるMAPKシグナルの解析や、複合遺伝子KOマウスの作製・解析などはほぼ計画通りに進めることができた。一方で、その結果、GDNF/Ret非依存的尿管芽誘導において最も有力だと考えられたc-Junシグナルの上流因子Fgfr2のin vivoにおける遺伝的阻害が異所的尿管芽誘導を抑制しなないことがわかった。よって他のMAPKシグナル活性化因子の検討および実験系の見直しが必要となった。

今後の研究の推進方策

異所的尿管芽におけるFgfr以外のMAPKシグナル活性化因子を検討する。同時に、beta-cateninとc-Junの正常または異所的尿管芽誘導における機能を解析する。特にin vivoマウス組織を用いて、タンパク質相互作用やそれぞれの標的遺伝子の網羅的解析を行う。これらの結果を統合して個体レベルでの尿管芽誘導メカニズムの理解とその破綻のメカニズムの分子生物学的基盤を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

GDNF/Ret非依存的尿管芽誘導において最も有力だと考えられたc-Junシグナルの上流因子Fgfr2のin vivoにおける遺伝的阻害が異所的尿管芽誘導を抑制しないことがわかった。よって他のMAPKシグナル活性化因子の検討および実験系の見直しが必要となったため。

次年度使用額の使用計画

異所的尿管芽におけるFgfr以外のMAPKシグナル活性化因子を検討するために使用する。たとえば、BMPシグナルの増加は異所的尿管芽を誘導することが知られており、cJunはBMPを含むTGFbシグナルによって制御されることが報告されている。ゆえに次年度使用額はBMPをはじめとしたMAPKシグナル活性化因子を用いた中腎領域培養条件の検討や阻害剤の購入のために充てる。また、beta-cateninとc-Junの正常または異所的尿管芽誘導における機能を解析するため、タンパク質相互作用やそれぞれの標的遺伝子の網羅的解析を行うための、生化学的、分子生物学的実験の試薬購入に充てる。また、当研究は発生生物学をはじめ、生化学または再生医学を広くつなぐ分野となりつつあるので、これらの分野の研究者との情報交換、議論が必須であり、その学会参加費、旅費としての使用も予定している。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ウォルフ管上皮特異的β-catenin遺伝子ノックアウトマウスの示す異所的尿管芽の病態解析2016

    • 著者名/発表者名
      﨑田 佳嗣, 岡澤-坂井 美佳, 村嶋 亜紀, 山田 源
    • 雑誌名

      和歌山医学

      巻: 67巻2号 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Region-specific regulation of cell proliferation by Fgf receptor signaling during the Wolffian duct development2015

    • 著者名/発表者名
      Okazawa M, Murashima A, Harada M, Nakagata N, Noguchi M, Morimoto M, Kimura T, Ornitz DM, and Yamada G
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 400(1) ページ: 139-47

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2015.01.023.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Understanding normal and abnormal development of the Wolffian/epididymal duct using transgenic mice2015

    • 著者名/発表者名
      Murashima A, Xu B, Hinton BT
    • 雑誌名

      Asian Journal of Andrology

      巻: 17(5) ページ: 749-55

    • DOI

      10.4103/1008-682X.155540.

    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic stereoscopic analyses for cloacal development: The origin of anorectal malformations2015

    • 著者名/発表者名
      Matsumaru D, Murashima A, Fukushima J, Senda S, Matsushita S, Nakagata N, Miyajima M, Yamada G
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10;5 ページ: 13943

    • DOI

      10.1038/srep13943.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of sexual dimorphisms through mouse models and hormone/hormone-disruptor treatments2015

    • 著者名/発表者名
      Ipulan LA, Raga D, Suzuki K, Murashima A, Matsumaru D, Cunha G, Yamada G
    • 雑誌名

      Differentiation

      巻: pii: S0301-4681(15) ページ: 30072-4

    • DOI

      10.1016/j.diff.2015.11.001

    • 国際共著
  • [学会発表] The functions of growth factor signaling in the developing Wolffian duct and male reproductive tract2015

    • 著者名/発表者名
      Murashima A., Okazawa M., and Yamada G
    • 学会等名
      7th International Symposium on the Biology of Vertebrate Sex Determination
    • 発表場所
      Kona, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-17
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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