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血管新生は血管内皮細胞において多くの細胞生物学的プロセスが協調的に作用することにより進行する。しかし、そのような細胞生物学的プロセスを調節する分子的メカニズムは明らかにされていない。本研究は、血管新生に必須の分子であるFoxo1転写因子の機能を明らかにすることにより、血管新生の細胞生物学的調節機構の解明を目指す。これまで、マウスES細胞から分化誘導した血管内皮細胞をOP9ストロマ細胞と共培養することにより得られる内皮細胞平板様コロニーの解析から、内皮細胞のVEGF依存的細胞伸長にFoxo1転写因子が必須であることを報告した。そこで本年度は、ES細胞から分化誘導した血管前駆細胞を1型コラーゲンゲル内で3次元培養して得られる血管様構造の解析を行い、内皮細胞の伸長と血管様構造の形成にFoxo1が必要であることを明らかにした。この血管新生モデルではストロマ細胞が介在しないため、細胞骨格の詳細な観察や阻害剤を用いた解析等が可能である。Foxo1欠損内皮細胞はアクチン細胞骨格系には顕著な異常を示さないが、微小管ネットワークの構築に異常があることを見いだした。さらに、Foxo1欠損細胞による血管様構造では内皮細胞と平滑筋細胞の会合が障害されていることを見いだした。Foxo1は微小管ネットワーク構築と血管内皮・平滑筋細胞相互作用を調節することにより血管新生を制御する可能性が示唆される。
遺伝子発現レスキュー実験により、FoxoメンバーであるFoxo3はFoxo1欠損内皮細胞の異常形質をレスキューできないことを見いだした。このFoxo1とFoxo3の機能的差異を利用して、DNAマイクロアレイにより、内皮細胞の形態調節に特異的に関与するFoxo1標的遺伝子の探索を行い、幾つかの候補遺伝子を得た。今後、それら候補遺伝子の内皮細胞における発現と機能について解析を進める予定である。
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