種間の心臓再生能の違いを決定する分子機構

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04794
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 竹内 隆 鳥取大学, 医学部, 教授 (70197268)
• 研究分担者: 荻野 肇 広島大学, 両生類研究センター, 教授 (10273856)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 再生現象 / 心臓 / 肝臓 / イベリアトゲイモリ / マウス

研究実績の概要

(1) 細胞周期進行遺伝子の発現がマウス心筋細胞では抑制され、イモリでは抑制されない機構
イモリcyclin D1 プロモーター+蛍光遺伝子のトランスジェニック (Tg)イモリの系統化を目指したが、求めるF1個体が取得できなかった。その原因は、F0個体でのモザイク率が高いことであった。そこで左右の二箇所にインジェクションをすることでF1個体の取得率の向上に成功した。
(2) イモリ大規模トランスクリプトーム情報の取得と遺伝子改変技術の向上
イモリのトランスクリプトームについて論文化し、一般公開を行なった。また、イモリがCRISPR/Cas9による遺伝子破壊が極めて効率よく行えること、すなわち、F0個体を変異ホモ個体として扱えることを様々な遺伝子で示し、論文として公表した。また、上記のTgやゲノム編集等のイモリの遺伝子操作のための受精卵インジェクション法についての論文も公表した。
(3) マウスにおける肝臓と心臓間での再生能の違いのしくみについて
成体心筋細胞には傷害を受けても分裂できない。一方、肝臓再生においては70%切除では分裂するが30%切除では分裂しない。後者における分裂阻害機構が心筋細胞のものと同じか否かを探るため、30%切除における細胞周期進行因子の動態を心筋細胞および70%肝切除と比較した。その結果、30%切除における細胞周期進行因子のうち、もっとも最初に機能するG1期サイクリンのcyclin D1の発現は上昇するもののその量は少なく、さらにその後に発現誘導がおこるはずのcyclin E, A, Bおよびこれらによって活性化が起こるCDK2やCDK1がほとんど活性化されないことが判明した。このことから30%切除肝臓は傷害を受けた心筋細胞とは異なり、cyclin D1の発現上昇が起こること、しかし、その量が少ないため、結局、心筋細胞同様細胞周期の進行ができないことが判明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30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] Advanced microinjection protocol for gene manipulation using the model newt Pleurodeles waltl. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, T. , Nakajima, M., Kyakuno, M., Doi, K., Manabe, I., Azuma, S. and Takeuchi, T.
  • 雑誌名: Int. J. Dev. Biol. 巻: 63 ページ: 281-286
  • DOI: 10.1387/ijdb.180297th
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive reference transcriptome resource for the Iberian ribbed newt Pleurodeles waltl, an emerging model for developmental and regeneration biology. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsunami, M., Suzuki, M., Haramoto, Y., Fukui, A., Inoue, A., Yamaguchi, K., Uchiyama, I., Mori, K., Tashiro, K., Ito, Y., Takeuchi, T., Suzuki, K. T., Agata, K., Shigenobu, S., and Hayashi, T.
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 26 ページ: 217-229
  • DOI: 10.1093/dnares/dsz003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis demonstrates cell type-specific conservation of SOX9 targets between mouse and chicken. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, S., Kataoka, K., Yamamoto, H., Kato, T., Hara, S., Yamaguchi, K., Renard-Guillet, C., Katou, Y., Shirahige, K., Ochi, H., Ogino, H., Uchida, T., Inui, M., Takada, S., Shigenobu, S. and Asahara, H.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 9 ページ: -
  • DOI: org/10.1038/s41598-019-48979-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Xenopus Resources: Transgenic, Inbred and Mutant Animals, Training Opportunities, and Web-Based Support (2019)
  • 著者名/発表者名: Horb Marko、Wlizla Marcin、Abu-Daya Anita、McNamara Sean、Gajdasik Dominika、Igawa Takeshi、Suzuki Atsushi、Ogino Hajime、Noble Anna、Centre de Ressource Biologique Xenope team in France
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fphys.2019.00387
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Newts can normalize duplicated proximal-distal disorder during limb regeneration. (2018)
  • 著者名/発表者名: Koriyama, K., Sakagami, R., Myouga, A., Hayashi, T., and Takeuchi, T.
  • 雑誌名: Dev. Dyn. 巻: 247 ページ: 1276-1285
  • DOI: org/10.1002/dvdy.24685
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cas9 ribonucleoprotein complex allows direct and rapid analysis of coding and noncoding regions of target genes in Pleurodeles waltl development and regeneration. (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, M., Hayashi, T*., Inoue, T., Agata, K., Hirayama, M., Suzuki M., Shigenobu, S., Takeuchi, T., Yamamoto, T., and Suzuki, KT.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: 443 ページ: 127-136
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2018.09.008. Epub 2018 Sep 10.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional properties of axolotl transient receptor potential ankyrin 1 revealed by the heterologous expression system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Ogino, H., Kubo, Y. and Saitoh, O.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 30 ページ: 323-330
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000001197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arid3a regulates nephric tubule regeneration via evolutionarily conserved regeneration signal-response enhancers. (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Hirano, K., Ogino, H. and *Ochi, H.
  • 雑誌名: eLife 巻: 7 ページ: -
  • DOI: 10.7554/eLife.43186
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Draft genome of Dugesia japonica provides insights into conserved regulatory elements of the brain restriction gene nou-darake in planarians. (2018)
  • 著者名/発表者名: 5.An, Y., Kawaguchi, A., Zhao, C., Toyoda, A., Sharifi-Zarchi, A., Mousavi, S. A., Bagherzadeh, R., Inoue, T., Ogino, H., Fujiyama, A., Chitsaz, H., Baharvand, H. and Agata, K.
  • 雑誌名: Zoological Lett. 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s40851-018-0102-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 有尾両生類の始原生殖細胞決定におけるvasaおよびdazlの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 客野瑞月、佐久間哲志、鈴木賢一、山本卓、野瀬俊明、恒川直樹、竹内隆、林利憲
  • 学会等名: 第42回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] イベリアトゲイモリにおけるhox遺伝子の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆
  • 学会等名: 第2回 再生学異分野融合研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic analysis of thr roles of Hox genes in newt limb regeneration (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashi Takeuchi, Fumina Minamitani and Toshinori Hayashi
  • 学会等名: 第52回日本発生生物学会年会
• [学会発表] 異なる進化系譜における倍加遺伝子の収斂進化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田内幹大，井川武，鈴木誠，鈴木菜花，荻野肇
  • 学会等名: 第42回 日本分子生物学会年会
• [学会発表] ネッタイツメガエルを用いた発生遺伝学およびゲノム進化学研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇、井川 武、柏木昭彦、柏木啓子、田内幹大、岩田 唯、越智陽城、鈴木菜花、田澤一朗、鈴木 誠
  • 学会等名: 日本動物学会第90回大会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ネッタイツメガエル近交系４系統のゲノム解読と系統間の遺伝的変異 (2019)
  • 著者名/発表者名: 3.井川 武，松波雅俊，今村美菜子，鈴木 誠，鈴木 菜花，柏木 昭彦，柏木 啓子，越智陽城，前田士郎，荻野 肇
  • 学会等名: 第13回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] 異なる進化系譜における倍加遺伝子の収斂進化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田内 幹大，井川 武，鈴木 誠，鈴木 菜花，荻野 肇
  • 学会等名: 第13回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] 両生類研究センターにおけるトランスジェニックツメガエルの開発と収集 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 誠，井川 武，鈴木 菜花，越智陽城，荻野 肇
  • 学会等名: 第13回日本ツメガエル研究集会
• [学会発表] Arid3a regulates nephric tuble regeneration through the evolutionary conserved regeneration signal-response enhancers. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Hirano, K., Ogino, H. and Ochi, H.
  • 学会等名: 第52回日本発生生物学会年会
• [学会発表] The functional domain-localized mutations hidden in the allotetraploid genome of Xenopus laevis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanouchi, M., Iwata, Y., Igawa, T., Sakagami, K., Suzuki, N. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第52回日本発生生物学会年会
• [学会発表] ネッタイツメガエルバイオリソースの展開とその発生進化研究への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇
  • 学会等名: 中国四国地区生物系三学会合同大会 公開講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 有尾両生類の新規モデル動物であるイベリアトゲイモリが可能にする配偶子形成機構の研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、客野 瑞月、竹内 隆
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第4回次世代両生類研究会 合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 再生できるできないは何が決めるのか？-心臓に注目して (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆、田根 将志、茗荷あゆみ, 林 利憲
  • 学会等名: 第1回再生学異分野融合研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 異分野の融合研究を可能にするモデルイモリ、イベリアトゲイモリの紹介 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 第1回再生学異分野融合研究会
  • 招待講演
• [学会発表] イモリ四肢再生芽の交換移植において生じる遠近軸上の重複現象の正常化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 郡山 和貴、坂上 莉彩、茗荷 あゆみ、林 利憲、竹内 隆
  • 学会等名: 第1回再生学異分野融合研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Can newts normalize misposition of proximal to distal levels during limb regeneration? (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Takeuchi, Kazuki Koriyama, Risa Sakagami, and Toshinori Hayashi
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
• [学会発表] The functional domain-localized mutations hidden in the allotetraploid genome of Xenopus laevis (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanouchi, M., Iwata, Y., Igawa, T., Sakagami, K., Suzuki, N. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Current trends in Xenopus research (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H
  • 学会等名: The 10th NIBB International Practical Course "Genome Editing and Imaging of Fish and Amphibians"
  • 招待講演
• [学会発表] ツメガエルを用いたゲノム進化研究とリソース事業について (2018)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇，田内 幹大，岩田 唯，越智 陽城，井川 武，鈴木 菜花，柏木 昭彦，柏木 啓子
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第４回次世代両生類研究会合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] ネッタイツメガエル系統の遺伝的関係と近交度について (2018)
  • 著者名/発表者名: 井川 武，柏木 昭彦，柏木 啓子，鈴木 菜花，渡辺 愛，鈴木 厚，Anna Noble，David E. Simpson，Marko E. Horb，Tamotsu Fujii，住田 正幸，荻野 肇
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第４回次世代両生類研究会合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Arid3a regulates the nephric tubule regeneration via the evolutionary conserved regeneration signal-response enhancer (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 菜花，平野 高大，荻野 肇，越智 陽城
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第４回次世代両生類研究会合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] アフリカツメガエルの偽４倍体ゲノムに潜在する機能ドメイン集中型変異 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田内 幹大，岩田 唯，井川 武，阪上 起世，鈴木 菜花，荻野 肇
  • 学会等名: 第12回日本ツメガエル研究集会・第４回次世代両生類研究会合同シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Geneolgy and pedigrees of inbreeding strains of Xenopus tropicalis (2018)
  • 著者名/発表者名: Igawa, T., Kashiwagi, A., Kashiwagi, K., Suzuki, N., Watanabe, A., Suzuki, A., Noble, A., Guille, M., Simpson, D. E., Horb, M. E., Fujii, T., Sumida, M. and Ogino, H.
  • 学会等名: 17th International Xenopus Conference
  • 国際学会
• [学会発表] The launching of Amphibian Research Center (ARC) at Hiroshima University as the core facility of Xenopus resource in Japan. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogino, H. and Suzuki, A.
  • 学会等名: 17th International Xenopus Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 四肢動物モデルとしてのネッタイツメガエルとその発生進化研究への応用-リソース整備の大切さを踏まえて- (2018)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇
  • 学会等名: 第19回 Pharmaco-Hematologyシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] The hypomorphic mutations hidden in the allotetraploid genome of Xenopus laevis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanouchi, M., Ochi, H., Kawaguchi, A., Igawa, T., Iwata, Y., Sakagami, K. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
• [学会発表] The wild-type Xenopus laevis is an asymptomatic carrier of aniridia-like pax6 mutations. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwata, Y., Tanouchi, M., Igawa, T., Sakagami, K., Ochi, H. and Ogino, H.
  • 学会等名: 第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
• [図書] 心臓と循環器系の発生、“動物学の百科事典” (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹内 隆
  • 総ページ数: 808
  • 出版者: 丸善出版
  • ISBN: 978-4-621-30309-2
• [図書] 眼の形成、“動物学の百科事典” (2018)
  • 著者名/発表者名: 荻野 肇、阪上起世、松田孝彦
  • 総ページ数: 808
  • 出版者: 丸善出版
  • ISBN: 978-4-621-30309-2
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科発生生物学分野
  • URL: https://www.med.tottori-u.ac.jp/introduction/lifesciences/about/3319/3335/23806.html
• [備考] 鳥取大学医学部生命科学科生体情報学分野 HP
  • URL: http://takashitakeuchi.blog29.fc2.com/
• [備考] 広島大学両生類研究センター 進化発生ゲノミクス研究グループ
  • URL: http://amphibian.hiroshima-u.ac.jp/front-page/evo-devo_genomics/
• [備考] iNewt-intefrated portal site for the newt,P.waltl.
  • URL: https://www.nibb.ac.jp/imori/main/
• [産業財産権] 腫瘍を誘導する変異型ｐ５３遺伝子 (2019)
  • 発明者名: 林利憲、竹内隆、梅山穂乃香、中島美英、山本卓、佐久間哲史
  • 権利者名: 林利憲、竹内隆、梅山穂乃香、中島美英、山本卓、佐久間哲史
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-044844