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2017 年度 実施状況報告書

幹細胞の上皮分化を制御する普遍的遺伝子エンハンサーの同定

研究課題

研究課題/領域番号 17K17978
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

杉本 幸太郎  福島県立医科大学, 医学部, 助教 (40791009)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードエンハンサー / 核内受容体 / 上皮分化 / レチノイン酸 / 細胞接着
研究実績の概要

上皮分化を制御する普遍的エンハンサーの同定に先立ち、申請者らが取り組んできたクローディンシグナルに端を発する上皮分化誘導シグナルの全容を明らかにするべく研究を推進した。本研究課題を開始した時点でクローディン接着シグナルがレチノイン酸受容体(RAR)に帰着するという結果を得ていたため、それが具体的にどのような機構によるものかを探索した。まず各種阻害剤を用いて検討し、上皮分化誘導シグナルにはAKTが関与するという結果を得た。続いてバイオインフォマティクスによりRARのAKT依存的セリンリン酸化残基を推定し、抽出された8箇所全てにおいてアラニン置換によるリン酸化不応体を作成した。これらのクローンに対してクローディン発現により上皮分化を誘導したところ、X番目のセリン・アラニン置換体では上皮分化が全く観察されず、そのセリン残基が上皮分化誘導に必須であることが明らかとなった。驚くべきことにこのセリン残基は脊椎動物から無脊椎動物まで左右対称動物の間で種を越えて広く保存されており、さらには他の核内受容体スーパーファミリーにも分布していた。以上より本研究課題において同定しようとするエンハンサー配列は、このセリン・リン酸化を受けたRARが転写因子複合体のコアとなって結合している可能性が推察された。
また本研究では将来的にTALEN法を用いたエンハンサーの改変による機能欠失を予定しているが、それと技術的に関連して、TALEN法を用いた成体ゼブラフィッシュで機能するコンディショナルノックアウト法を世界に先駆けて発表した(Sugimoto et al., 2017a)。また申請者がTALEN法により遺伝子ノックアウトした動物モデルを使用した複数の研究が発表された(Sugimoto et al., 2017b; Shi et al., 2017; Hui et al., 2017)。

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

まず本研究課題を開始するに先立ち、細胞接着複合体に起因する上皮分化シグナルが、レチノイン酸受容体のセリン残基をリン酸化し、リガンド非依存性に活性化させることを見いだした。
続いてCldn6のプロモーター領域に着目して上皮分化エンハンサーを同定すべく、ルシフェラーゼ発現アッセイとクロマチン免疫沈降の実験系を当研究室において確立した。またTALENおよびCRISPRによるゲノム編集ならびにバイオインフォマティクスによるゲノムワイドな解析系も当研究室において確立した。
実際のエンハンサー候補配列については、十分条件となる約10 kbの領域は確定されたが、その中で必要条件を満たす最低限の領域を同定するには至っていない。今後さらに当該領域を細かく分割してクローニングすることでエンハンサー候補配列を同定する予定である。

今後の研究の推進方策

本研究課題の完遂に先駆けて、まずは上記の通り同定した新規のRAR活性化機構とそれによる上皮分化機構について論文を投稿予定である。
本研究課題の遂行にあたっては、当初平成29年度に予定していた計画のうち達成されていない箇所を優先的に進め、上皮分化エンハンサー候補を同定する。続いて当初平成30年度の研究計画としていた上皮分化エンハンサーの一般化を進める。

次年度使用額が生じた理由

1万円未満の端数であり、翌年度の物品費として使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A novel occludin-targeting monoclonal antibody prevents hepatitis C virus infection <i>in vitro</i>2018

    • 著者名/発表者名
      Okai Ken、Ichikawa-Tomikawa Naoki、Saito Akira C.、Watabe Tetsuya、Sugimoto Kotaro、Fujita Daiki、Ono Chikako、Fukuhara Takasuke、Matsuura Yoshiharu、Ohira Hiromasa、Chiba Hideki
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 9 ページ: 24742

    • DOI

      10.18632/oncotarget.24742

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Zebrafish Regulatory T Cells Mediate Organ-Specific Regenerative Programs2017

    • 著者名/発表者名
      Hui Subhra P.、Sheng Delicia Z.、Sugimoto Kotaro、Gonzalez-Rajal Alvaro、Nakagawa Shinichi、Hesselson Daniel、Kikuchi Kazu
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 43 ページ: 659~672.e5

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2017.11.010

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] PKA activation and endothelial claudin-5 breakdown in the schizophrenic prefrontal cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Nishiura Keisuke、Ichikawa-Tomikawa Naoki、Sugimoto Kotaro、Kunii Yasuto、Kashiwagi Korehito、Tanaka Mizuko、Yokoyama Yuichi、Hino Mizuki、Sugino Takashi、Yabe Hirooki、Takahashi Hitoshi、Kakita Akiyoshi、Imura Tetsuya、Chiba Hideki
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 8 ページ: 93382-93391

    • DOI

      10.18632/oncotarget.21850

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NAD Deficiency, Congenital Malformations, and Niacin Supplementation2017

    • 著者名/発表者名
      Shi Hongjun、Enriquez Annabelle、Rapadas Melissa、Martin Ella M.M.A.、Wang Roni、Moreau Julie、Lim Chai K.、Szot Justin O.、Ip Eddie、Hughes James N.、Sugimoto Kotaro、et al.
    • 雑誌名

      New England Journal of Medicine

      巻: 377 ページ: 544~552

    • DOI

      10.1056/NEJMoa1616361

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dissection of zebrafish shha function using site-specific targeting with a Cre-dependent genetic switch2017

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kotaro、Hui Subhra P、Sheng Delicia Z、Kikuchi Kazu
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 6 ページ: 24635-24635

    • DOI

      10.7554/eLife.24635

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Zebrafish FOXP3 is required for the maintenance of immune tolerance2017

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kotaro、Hui Subhra P.、Sheng Delicia Z.、Nakayama Maki、Kikuchi Kazu
    • 雑誌名

      Developmental & Comparative Immunology

      巻: 73 ページ: 156~162

    • DOI

      doi: 10.1016/j.dci.2017.03.023

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] FoxM1は心筋再生の必須因子である2017

    • 著者名/発表者名
      杉本 幸太郎
    • 学会等名
      日本病理学会総会
  • [学会発表] Cre-dependent tissue-specific conditional gene knockout in zebrafish2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Sugimoto
    • 学会等名
      小型魚類研究会
    • 国際学会
  • [備考] 福島県立医科大学基礎病理学講座

    • URL

      http://www.fmu.ac.jp/home/p2/index.html

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公開日: 2019-12-27  

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