両生類臓器発生ロードマップを応用した哺乳類臓器再生法

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21241048
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浅島 誠 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 名誉教授 (00090564)
• 研究分担者: 栗崎 晃 産業技術総合研究所, 器官発生工学研究ラボ, 主任研究員 (60346616) ; 伊藤 弓弦 産業技術総合研究所, 器官発生工学研究ラボ, 研究員 (30500079)
• キーワード: 臓器 / 幹細胞 / 分化 / 再生 / ES細胞

研究概要

脊髄神経、血管、筋肉などの組織は分節性をもって発生し、体節構造を生み出す過程の異常が脊椎骨の奇形や神経異常など多くの病気の原因となることが知られている。体節形成に重要な制御因子で、アフリカツメガエルの体節形成時期で発現しているbowline, Ledgerline, xRipply3の3遺伝子について発現部位や役割の解析を行った。その結果、これらの因子はそれぞれ特異的な発現を示すが、いずれもコリプレッサーGroucho-HDAC複合体と結合しTbx6などのT-boxタンパク質の抑制因子として機能することが示唆された。
また、アフリカツメガエルの発生過程で血管特異的に発現する遺伝子のひとつであるXRASGRP2について、その血管形成における役割を解析した。XRASGRP2を過剰発現すると異所的な血管新生が確認され、一方、XRASGRP2をノックダウンすると血管新生が遅延することが確認された。VEGFとの関係についても検証した結果、XRASGRP2は、その上流因子であるVEGFの血管内皮細胞の分化を仲介する必須因子であることを明らかにした。
一方、膵臓の発生過程で特に膵臓前駆細胞の分化に重要な役削を果すことがわかっている転写因子Pdx1をマウス脂肪組織由来幹細胞に遺伝子導入したところ、in vitroではこの幹細胞はインスリン産生能を示さなかったが、ストレプトゾトシンを投与した糖尿病モデルマウスにPdx1を発現させた脂肪組織由来幹細胞を血中投与したところ、膵臓へ生着し、インスリン分泌細胞へと分化することが示された。さらに、この糖尿病モデルマウスでは、コントロール群と比較して有意に血糖値が改善され、この状態が4ヶ月以上続くことが観察された。すなわり、Pdx1を脂肪組織由来幹細胞で発現させて血中投与するだけで、糖尿病モデルマウスにおいて長期的な治療効果が得られることを実証することができた。

研究成果

• [雑誌論文] XRASGRP2 is essential for blood vessel formation during Xenopus development. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Takahashi S, Haramoto Y, Onuma Y, Nagamine K, Okabayashi K, Hashizume K, Iwanaka T
  • 雑誌名: Int J Dev Biol. 54(4) ページ: 609-615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pdx1-transfected adipose tissue-derived stem cells differentiate into insulin-producing cells in vivo and reduce hyperglycemia in diabetic mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajiyama H, Hamazaki TS, Tokuhara M, Masui S, Okabayashi K, Ohnuma K, Yabe S, Yasuda K
  • 雑誌名: Int J Dev Biol. 54(4) ページ: 699-670
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zygotic VegT is required for Xenopus paraxial mesoderm formation and is regulated by Nodal signaling and Eomesodermin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuda M, Takahashi S, Haramoto Y, Onuma Y, Kim YJ, Yeo CY, Ishiura S, Asashima M
  • 雑誌名: Int J Dev Biol. 54(1) ページ: 81-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] BMP4 induction of trophoblast from mouse embryonic stem cells in defined culture conditions on laminin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Furue MK, Tanaka S, Hirose M, Wakisaka N, Danno H, Ohnuma K, Oeda S, Aibara Y
  • 雑誌名: n Vitro Cell Dev Biol Anim. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creating frog heart as an organ : in vitro-induced heart functions as a circulatory organ in vivo. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Ariizumi T, Yuasa S, Miyoshi S, Komazaki S, Fukuda K, Asashima M.
  • 雑誌名: Int J Dev Biol. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Xenopus Bowline/Ripply family proteins negatively regulate the transcriptional activity of T-box transcription factors. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hitachi K, Danno H, Tazumi S, Aihara Y, Uchiyama H, Okabayashi K, Kondow A, Asashima M
  • 雑誌名: Int J Dev Biol. 54(4) ページ: 631-639
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bestrophin genes are expressed in Xenopus development. (2009)
  • 著者名/発表者名: Onuma Y, Haramoto Y, Nejigane S, Takahashi S, Asashima M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 384(3) ページ: 290-295
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separation with zwitterionic hydrophilic interaction liquid chromatography improves protein identification by matrix-assisted laser desorption/ionization-based proteomic analysis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Intoh A, Kurisaki A, Fukuda H, Asashima M.
  • 雑誌名: Biomed Chromatogr. 23(6) ページ: 607-614
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro organogenesis from undifferentiated cells in Xenopus. (2009)
  • 著者名/発表者名: Asashima M, Ito Y, Chan T, Michiue T, Nakanishi M, Suzuki K, Hitachi K, Okabayashi K, Kondow A
  • 雑誌名: Dev Dyn. 238(6) ページ: 1309-1320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and functional changes of sulfated glycosaminoglycans in Xenopus laevis during embryogenesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Onishi M, Fujinawa R, Tadokoro Y, Okabayashi K, Asashima M, Sugahara K
  • 雑誌名: Glycobiology 19(5) ページ: 488-498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased expression of CXXC4 promotes a malignant phenotype in renal cell carcinoma by activating Wnt signaling. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kojima T, Shimazui T, Hinotsu S, Joraku A, Oikawa T, Kawai K, Horie R, Suzuki H, Nagashima R
  • 雑誌名: Oncogene 28(2) ページ: 297-305
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directed induction of anterior and posterior primitive streak by Wnt from embryonic stem cells cultured in a chemically defined serum-free medium. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi M, Kurisaki A, Hayashi Y, Warashina M, Ishiura S, Kusuda-Eurue M, Asashima M
  • 雑誌名: FASEB J. 23(1) ページ: 114-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of membrane proteins expressed specifically in pluripotent murine embryonic stem cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Intoh A, Kurisaki A, Yamanaka Y, Hirano H, Fukuda H, Sugino H, Asashima M
  • 雑誌名: Proteomics 9(1) ページ: 126-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Directional migration of neuronal PC12 cells in a ratchet wheel shaped microchamber (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohnuma, K., Toyota, T., Ariizumi, T., Sugawara, T., Asashima, M.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 108(1) ページ: 76-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wnt-mediated activation of NeuroD1 and retro-elements during adult neurogenesis. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara T, Hsieh J, Muotri A, Yeo G, Warashina M, Lie DC, Moore L, Nakashima K, Asashima M, Gage
  • 雑誌名: Nat Neurosci. 12(9) ページ: 1097-1105
  • 査読あり
• [雑誌論文] The RNA-binding protein Mex3b has a fine-tuning system for mRNA regulation in early Xenopus development. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takada H, Kawana T, Ito Y, Kikuno RF, Mamada H, Araki T, Koga H, Asashima M, Taira M
  • 雑誌名: Development 136(14) ページ: 2413-2422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and differentiation of Xenopus animal cap cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ariizumi T, Takahashi S, Chan TC, Ito Y, Michiue T, Asashima M.
  • 雑誌名: Curr Protoc Stem Cell Biol. Chapter 1 ページ: Unit 1D.5.
• [学会発表] 脊椎動物の未分化細胞からの臓器形成と分化制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠
  • 学会等名: 第9回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Organogenesis and control of differentiation in vertebrates (2010)
  • 著者名/発表者名: Asahima, M.
  • 学会等名: Japan-Israel Workshop on Stem Cells
  • 発表場所: Hebrew University, Jerusalem
  • 年月日: 2010-02-25
• [学会発表] 脊椎動物の未分化細胞からの器官形成と分子機序 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠
  • 学会等名: 発生工学・疾患モデル研究会第79回定例会
  • 発表場所: 国立がんセンター研究所1Fセミナールーム
  • 年月日: 2010-01-23
• [学会発表] 脊椎動物の未分化細胞からの臓器形成と分化制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠
  • 学会等名: 第28回日本運動器移植・再生医学研究会
  • 発表場所: 富士ソフトアキバプラザ
  • 年月日: 2009-11-21
• [学会発表] 細胞の分化をはかる (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠
  • 学会等名: 第6回コンビナトリアル・バイオエンジニアリング会議
  • 発表場所: 千里阪急ホテル2F樹林の間
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] Complex system and regulation in early animal development (2009)
  • 著者名/発表者名: Asasahima, M.
  • 学会等名: International Symposium on Complex Systems Biology
  • 発表場所: Tetsumon Memorial Hall, The University of Tokyo
  • 年月日: 2009-10-01
• [学会発表] イモリ胚の原腸陥入における内胚葉細胞の運動と細胞内カルシウムイオン動員機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 増本三香、小畑秀一、高野和敬、駒崎伸二、生沼勉、浅島誠
  • 学会等名: 日本動物学会第80回静岡大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンターグランシップ
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] イモリ初期原腸胚から単離した予定内胚葉細胞にみられる細胞伸長及び細胞運動のしくみ (2009)
  • 著者名/発表者名: 小畑秀一、増本三香、高野和敬、駒崎伸二、生沼勉、浅島誠
  • 学会等名: 日本動物学会第80回静岡大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンターグランシップ
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] アフリカツメガエル初期胚の表層と内層の反応性の差違 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀治、袮次金進、原本悦和、有泉高史、浅島誠
  • 学会等名: 日本動物学会第80回静岡大会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションアーツセンターグランシップ
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] In vitro organogenesis in vertebrate development (2009)
  • 著者名/発表者名: Asasahima, M.
  • 学会等名: 16th International Society of Developmental Biologists Congress 2009
  • 発表場所: Edinburgh, Scotland, UK
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Directed induction of primitive streak from embryonic stem cells cultured in a chemically defined medium. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, M., Kurisaki, A., Hayashi, Y., Warashina, M., Ishiura, S, Eurue MK, Asashima M
  • 学会等名: The 9th World Congress of Inflammation
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] Identification of cell surface markers expressed in pluripotent embryonic stem cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Intoh, A., Kurisaki, A., Sugino, H., Asashima, M.
  • 学会等名: The 9th World Congress of Inflammation
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel
  • 年月日: 2009-07-08
• [学会発表] ES細胞・iPS細胞・組織幹細胞研究の現状と再生医療実現に向けた課題 (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠
  • 学会等名: 第2回羊膜再生医療研究会
  • 発表場所: 北里大学医療衛生学部
  • 年月日: 2009-05-23
• [図書] 再生医療 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡林浩嗣、大沼清、浅島誠
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 研究をささえるモデル生物 カエルがわかる (2009)
  • 著者名/発表者名: 浅島誠、道上達男、伊藤弓弦
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: 化学同人