マクロファージにより活性化される脱分化誘導因子のエピジェネティックな発現制御

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K06184
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 板東 哲哉 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (60423422)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 再生 / コオロギ / マクロファージ / Toll受容体

研究実績の概要

ヒトは再生能が低く手足が再生することは無いが、両生類や昆虫類は再生能が高く、付属肢を再生することができる。フタホシコオロギの後肢を脛節で切断すると、2週間ほどで未切断の足と形態的機能的に同様に再生する。これまでの研究から、Toll受容体を発現するプラズマ細胞（昆虫のマクロファージ）が、脚切断後すぐに傷口へと遊走し、サイトカインを産生して細胞分裂を増加させ、再生芽の形成を促進することが分かった。脚の切断により生じた死細胞由来のデブリ（DAMPs）を、Toll受容体を介してプラズマ細胞が認識することで再生が開始すること、微生物等の感染は再生に関係しないことも明らかになった。DAMPsと感染性微生物でプラズマ細胞の振る舞いが異なることから、プラズマ細胞に関連する分子群を介したエピジェネティックなメカニズムが再生の促進に寄与すると考え、低酸素応答因子に着目した。
低酸素応答因子はHif-1αとHif-1βからなる2量体の進化的に保存された転写因子である。コオロギHif-1αの発現は脚再生過程で一過的に低下するが、Hif-1α(RNAi)個体では再生能が低下し、細胞分裂や細胞死は減少する傾向が見られた。一方で、付属肢の再生が観察されたマダラシミ、ヨーロッパイエコオロギ、アルゼンチンモリゴキブリなどの不完全変態昆虫ではHif-1αの発現は再生過程で上昇していた。これらの昆虫におけるHif-1αの共通したメカニズムやToll受容体シグナル経路との関連の解明を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Toll signalling promotes blastema cell proliferation during cricket leg regeneration via insect macrophages (2022)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Bando, Misa Okumura, Yuki Bando, Marou Hagiwara, Yoshimasa Hamada, Yoshiyasu Ishimaru, Taro Mito, Eri Kawaguchi, Takeshi Inoue, Kiyokazu Agata, Sumihare Noji, Hideyo Ohuchi
  • 雑誌名: Development 巻: 149(8) ページ: dev199916
  • DOI: 10.1242/dev.199916
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Insights into the genomic evolution of insects from cricket genomes (2021)
  • 著者名/発表者名: Guillem Ylla, Taro Nakamura, Takehiko Itoh, Rei Kajitani, Atsushi Toyoda, Sayuri Tomonari, Tetsuya Bando, Yoshiyasu Ishimaru, Takahito Watanabe, Masao Fuketa, Yuji Matsuoka, Austen A. Barnett, Sumihare Noji, Taro Mito & Cassandra G. Extavour
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 ページ: 733
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02197-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] フタホシコオロギが解き明かす免疫と再生の思いがけない関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 板東 哲哉, 奥村 美紗, 濱田 良真, 大内 淑代
  • 雑誌名: 昆虫と自然 巻: 57 ページ: 33-36
• [学会発表] Toll受容体と活性酸素による昆虫の器官再生の制御 (2022)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、奥村美紗、大内淑代
  • 学会等名: 第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] NADPH oxidasesによるコオロギ脚再生の制御メカニズム (2021)
  • 著者名/発表者名: 板東哲哉、奥村美紗、大内淑代
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会（MBSJ2021）
• [備考] 免疫に働くToll受容体がコオロギの再生を促進するメカニズムを解明
  • URL: https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id900.html
• [備考] Okayama University Medical Research Updates
  • URL: https://www.okayama-u.ac.jp/tp/news/news_id11026.html