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2017 年度 実施状況報告書

心筋分化過程における転写因子複合体と標的遺伝子の変化

研究課題

研究課題/領域番号 16K08605
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

渡邉 裕介  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (20562333)

研究分担者 中川 修  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (40283593)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード心臓発生 / CRISPR/Cas9
研究実績の概要

先天性心疾患において、流出路・右心室の異常に関係する疾患は全体の3割を占めている。これら流出路・右心室は二次心臓形成領域(Second Heart Field; SHF)由来であり、その発生における分子機構の解析は重要な意義を持つ。また、SHFは心筋、平滑筋、内皮細胞の前駆細胞を含む多能性を示す中胚葉細胞であり、再生医療の面からも注目すべき組織である。本研究ではSHFで重要な機能を担っているIslet1とNkx2.5の2つのホメオドメイン転写因子に注目し研究を進めている。
平成29年度は、平成28年度にCRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて作製したIslet1-FLAGノックインマウスを用いて、抗FLAG抗体による免疫沈降-質量分析による相互作用因子の同定を目指した。網羅的な質量分析の結果、野生型マウス胚と比較して、Islet1-FLAGノックインマウス胚で特異的に同定された核タンパク質は46因子であった。これらの内、転写調節に関与する8因子を新規のIslet1候補相互作用因子として注目した。培養細胞を用い、Islet1-FLAGおよびHAタグ付き候補因子の強制発現系での共免疫沈降実験を行った結果、1因子について相互作用が確認できた。Islet1の結合配列を繋いだルシフェラーゼレポーターを用いた転写活性解析において、この因子はLIMドメイン欠失型Islet1(単独でDNA結合可能なフォーム)と共に転写を活性化する傾向を示した。

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

Islet1-FLAG,Ilset1-HAおよびNkx2.5-FLAGノックインマウスは作製できており、エピトープタグに対する抗体を用いた免疫沈降、免疫染色実験においては良好な結果を得ることができている。また、質量分析の結果、同定されたIslet1と相互作用する候補因子の一つは、in vitroにおいてIslet1と共に転写制御に関与する可能性が示されている。

今後の研究の推進方策

同定できているIslet1の候補相互作用因子について、in vivoでの相互作用を確認する。同時に、SHFで発現・機能している因子、LIMドメインと相互作用することが既知の因子について、Islet1との相互作用をIslet1-FLAG、Islet1-HAノックインマウス胚を用いて解析するcandidateアプローチも並行させる。
上記因子について、Islet1との転写活性化における機能をルシフェラーゼレポーターアッセイにより検討する。
さらに、Islet1標的遺伝子の周辺ゲノム領域におけるIslet1の結合を、Islet1-FLAG、Islet1-HAノックインマウス胚を用いたクロマチン免疫沈降により検討する。

次年度使用額が生じた理由

物品費として確保していたが本年度計画では使用しなかったため、2,375円の残額が生じた。
研究計画からは必要であり、次年度物品費として使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Serum/glucocorticoid-regulated kinase 1 as a novel transcriptional target of bone morphogenetic protein-ALK1 receptor signaling in vascular endothelial cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Araki M, Hisamitsu T, Kinugasa-Katayama Y, Tanaka T, Harada Y, Nakao S, Hanada S, Ishii S, Fujita M, Kawamura T, Saito Y, Nishiyama K, Watanabe Y, Nakagawa O.
    • 雑誌名

      Angiogenesis

      巻: 21 ページ: 415-423

    • DOI

      10.1007/s10456-018-9605-x.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 心臓・大血管の形態形成と転写調節因子2017

    • 著者名/発表者名
      深山俊治、瀬谷大貴、井原大、川村晃久、渡邉裕介、中川修
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 68 ページ: 531-535

    • DOI

      https://doi.org/10.11477/mf.2425200724

  • [学会発表] Regulatory mechanisms of endothelial-specific expression of Tmem100 encoding a transmembrane protein essential for embryonic development2018

    • 著者名/発表者名
      Osamu NAKAGAWA, Yumi KINUGASA-KATAYAMA, Ayaka TOMIMATSU, Yusuke WATANABE
    • 学会等名
      Keystone Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Hey1 expression in pharyngeal arch and presomitic mesoderm is regulated by a distal enhancer.2017

    • 著者名/発表者名
      渡邉裕介、石井修平、深山俊治、上本泰生、井原大、西谷友重、荒井勇二、中川修
    • 学会等名
      ConBIO2017生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 胎生期血管内皮細胞におけるHey1遺伝子の発現制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      深山俊治、渡邉裕介、瀬谷大貴、井原大、荒井勇二、磯本祥恵、中川修
    • 学会等名
      ConBIO2017生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 胎生期血管内皮遺伝子Tmem100の心血管形態形成における発現制御機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      片山由美、冨松彩佳、渡邉裕介、瀬谷大貴、荒井勇二、磯本祥恵、斎藤能彦、中川修
    • 学会等名
      ConBIO2017生命科学系学会合同年次大会
  • [学会発表] 胎生期血管内皮細胞におけるHey1遺伝子の発現制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      深山俊治、渡邉裕介、瀬谷大貴、井原大、荒井勇二、磯本祥恵、川村晃久、中川修
    • 学会等名
      第21回日本心血管内分泌代謝学会
  • [学会発表] 胎生期血管内皮遺伝子Tmem100の心血管形成における発現制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      片山由美、冨松彩佳、渡邉裕介、久光隆、瀬谷大貴、荒井勇二、磯本祥恵、斎藤能彦、中川修
    • 学会等名
      第25回日本血管生物医学会
  • [学会発表] BMP-ALK1シグナル伝達系の新しい下流遺伝子としてのSerum/glucocorticoid regulated kinase 1(SGK1)の意義2017

    • 著者名/発表者名
      荒木睦、渡邉裕介、久光隆、田中亨、原田恭弘、片山由美、中川修
    • 学会等名
      第25回日本血管生物医学会
  • [学会発表] Significance of Hey1 transcription factor in pharyngeal arch artery formation and regulatory mechanisms of its expression during embryonic development2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Y, Fujita M, Ishii S, Fukayama T, Ihara D, Seya D, Kawamura T, Nakagawa O
    • 学会等名
      The 8th TAKAO International Symposium
    • 国際学会
  • [備考] 国立循環器病研究センター、研究所、分子生理部

    • URL

      http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/molecular_physiology/

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公開日: 2018-12-17  

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