体細胞における未分化性維持機構解明とその発癌メカニズム解明への応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19689011
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 実験病理学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 山田 泰広 岐阜大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (70313872)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: Rest / ES細胞 / Pluripotency / 大腸発がん

研究概要

RESTはエピジェネティック機構を介し、細胞分化、発がんのいずれにも関与し、未分化性維持機構と発がんメカニズムの共通性を説明しうる可能性を持つ遺伝子である。現在までの報告により、Restは神経分化において重要な役割を果たす転写抑制因子であることが示され、がん抑制遺伝子としての機能を有することが示唆されている。近年、RestがES細胞の未分化性維持に必須であることが報告された(Nature 2008)。我々は本研究において、RestコンディショナルノックアウトES細胞、REST発現誘導可能ES細胞を作製し、ES細胞の未分化性維持機構、初期分化におけるRestの機能的役割を検討した。Restノックアウト(KO)ES細胞が存在可能であり、Oct3/4, Nanog, Sox2などのES細胞未分化性維持に重要な遺伝子の発現も保たれていることが明らかとなった。Rest KO ES細胞を胚盤胞に注入しキメラマウスを作製すると、Rest KO ES細胞は異なる三胚葉系の細胞に分化することが確認され、RestはES細胞の未分化性維持には必ずしも必要ないことが明らかとなった。一方で、分化培養条件下においてRest KO ES細胞では、Gata4/Gata6の発現が抑制され、原始内胚葉への分化が抑制されることが示唆された。反対にRESTの強制発現により、ES細胞の速やかな分化誘導が観察された。以上より、RestはES細胞未分化性維持に必要ないことが示されたのみならず、RestがES細胞の初期分化を促進することが明らかとなった。今後、Restの分化調節機構とその発がんメカニズムの接点について解析する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Rest promotes the early differentiation of mouse ESCs but is not required for their maintenance. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Aoki H, Kunisada T, Hara A
  • 雑誌名: Cell Stem Cell. 6 ページ: 10-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemopreventive effect of fermented brown rice and rice bran (FBRA) on the inflammation-related colorectal carcinogenesis in ApcMin/+ mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Phutthaphadoong S, Yamada Y, Hirata A, Tomita H, Hara A, Limtrakul P, Iwasaki T, Kobayashi H, Mori H
  • 雑誌名: Oncol Rep. 23(1) ページ: 53-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two distinct types of mouse melanocyte: differential signaling requirement for the maintenance of non-cutaneous and dermal versus epidermal melanocytes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki H, Yamada Y, Hara A, Kunisada T
  • 雑誌名: Development 136(15) ページ: 2511-21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global DNA hypomethylation suppresses squamous carcinogenesis in the tongue and esophagus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Baba S, Yamada Y, Hatano Y, Miyazaki Y, Mori H, Shibata T, Hara A
  • 雑誌名: Cancer Sci 100(7) ページ: 1186-91
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro and in vivo differentiation of human embryonic stem cells into retina-like organs and comparison with that from mouse pluripotent epiblast stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki H, Hara A, Niwa M, Yamada Y, Kunisada T
  • 雑誌名: Dev Dyn. 238(9) ページ: 2266-79
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemopreventive effects of fermented brown rice and rice bran against 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanon e-induced lung tumorigenesis in female A/J mice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Phutthaphadoong S, Yamada Y, Hirata A, Tomita H, Taguchi A, Hara A, Limtrakul PN, Iwasaki T, Kobayashi H, Mori H
  • 雑誌名: Oncol Rep. 21(2) ページ: 321-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Further upregulation of β-catenin/Tcf transcription is involved in the development of macroscopic tumors in the colon of Apc Min/+ mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Oyama T, Yamada Y, Hata K, Tomita H, Hirata A, Sheng HQ, Hara A, Aoki H, Kunisada T, Yamashita S, Mori H
  • 雑誌名: Carcinogenesis 29 ページ: 666-672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuron-like Differentiation and Selective Ablation of Undifferentiated Embryonic Stem Cells Containing Suicide Gene with Oct-4 Promoter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Hara A, Aoki H, Taguchi A, Niwa M, Yamada Y, Kunisada T, Mori H
  • 雑誌名: Stem Cells Dev 17(4) ページ: 619-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preventive effect of fermented brown rice and rice bran on N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine-induced gastric carcinogenesis in rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomita H, Kuno T, Yamada Y, Oyama T, Asano N, Miyazaki Y, Baba S, Taguchi A, Hara A, Iwasaki T, Kobayashi H, Mori H
  • 雑誌名: Oncol Rep 19 ページ: 11-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of hypoxic microenvironment on matrix metalloproteinase expression in xenografts of human oral squamous cell carcinoma. (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Y, Hara A, Kato K, Oyama T, Yamada Y, Mori H, Shibata T
  • 雑誌名: Int J Oncol 32 ページ: 145-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dnmt3b promotes tumorigenesis in vivo by gene-specific de novo methylation and transcriptional silencing. (2007)
  • 著者名/発表者名: Linhart HG, Lin H, Yamada Y, Moran E, Steine EJ, Gokhale S, Lo G, Cantu E, Ehrich M, He T, Meissner A, Jaenisch R
  • 雑誌名: Genes Dev 21 ページ: 3110-3122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of gastric tumors in Apc Min/+ mice by the activation of the β-catenin/Tcf signaling pathway. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tomita H, Yamada Y, Oyama T, Hata K, Hirose Y, Hara A, Kunisada T, Sugiyama Y, Adachi Y, Linhart H, Mori H
  • 雑誌名: Cancer Res 67 ページ: 4079-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multistep carcinogenesis in the colon of Apc Min/+ mouse. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Mori H
  • 雑誌名: Cancer Sci. 98 ページ: 6-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic ablation of Tnf alpha demonstrates no detectable suppressive effect on inflammation-related mouse colon tumorigenesis.
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Yamada Y, Shimizu M, Saito K, Moriwaki H, Hara A
  • 雑誌名: Chemico-Biological Interactions (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸多段階発がんにおけるエピジェネティクス制御機構の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広
  • 学会等名: 第26回日本毒性病理学会特別講演
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2010-02-04
• [学会発表] Tumor suppressor Rest promotes the early differentiation of embryonic stem cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y, Aoki, H, Kunisada, T, Hara, A
  • 学会等名: The 14th Korea-Japan Cancer Research Workshop, - Translational cancer research and progress in colorectal cancer -
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Role of epigenetic modifications in colon tumorigenesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 波多野裕一郎, 平田暁大, 原明
  • 学会等名: 第68回日本癌学会学術総会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-10-02
• [学会発表] 発がんにおけるエピジェネティック異常の意義-iPS細胞作製技術を用いたエピジェネティックがん治療の試み- (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 波多野裕一郎, 廣瀬善信, 原明
  • 学会等名: 第98回日本病理学会総会ワークショップ
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-05-03
• [学会発表] Role of DNA methylation in multistage colon carcinogenesis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y
  • 学会等名: Northeastern Asian Symposium on "Cancer Epigenetics"
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] The role of DNA methylation in carcinogenesis of the digestive tract. (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 平田暁大, 富田弘之, 山下聡, 森秀樹, 牛島俊和, 原明
  • 学会等名: 第67回日本癌学会学術総会シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] ルドルフイェーニッシュ, 森秀樹未分化性の維持と発がん (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 原明, 平田暁大, 廣瀬善信
  • 学会等名: 第97回日本病理学会総会シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2008-05-16
• [学会発表] Multistep carcinogenesis of the colon in Apc/Min+ mouse. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada, Y, Hara, A, Jaenisch, R, Mori, H
  • 学会等名: 38th International Symposium of the Princess Takamatsu Cancer Resarch Fund
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] 未分化性維持機構の大腸発がん過程解明への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 平田暁大, 原明, 山下聡, 牛島俊和, 森秀樹
  • 学会等名: 第66回日本癌学会学術総会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-10-03
• [図書] 細胞工学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 青木仁美, 國貞隆弘, 原明
  • 総ページ数: 228-32
• [図書] G.I. Research (2009)
  • 著者名/発表者名: 波多野裕一郎, 山田泰広, 原明
  • 総ページ数: 298-304
• [図書] 最新医学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田泰広, 原明, 森秀樹
  • 総ページ数: 772-777
• [備考]
  • URL: http://www.yamada.cira.kyoto-u.ac.jp/HomeYamada.html