大腸上皮におけるWnt/Notchシグナルクロストーク機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21590805
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 消化器内科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 鈴木 伸治 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教 (10456212)
• 研究分担者: 中村 哲也 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 寄附講座教員 (70265809) ; 渡辺 守 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10175127)
• 連携研究者: 荒木 昭博 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (80361690) ; 長堀 正和 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (60420254)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 大腸上皮幹細胞 / Wntシグナル / Notchシグナル/初代培養/細胞移植治療

研究概要

腸管上皮恒常性維持にはWnt・Notchシグナルが重要である。本研究ではこの両シグナル間クロストーク機構を解析した。癌細胞株の解析で、Notch下流で機能する転写因子Hath1がWntシグナル依存性蛋白分解をうけることを示した。また本機構が癌細胞における抗癌剤耐性獲得や癌細胞分化度に関わる可能性を示した。一方非癌組織でのWnt/Notchシグナル解析のため、正常大腸上皮の培養技術を確立した。本法では、Lgr5陽性幹細胞を長期間維持可能となり、かつ移植によりレシピエントの傷害大腸上皮を修復可能であった。本成果は大腸癌と大腸上皮再生研究に重要な意義を有すると考える。

研究成果

• [雑誌論文] Functional engraftment of colon epithelium expanded in vitro from a single adult Lgr5+stem cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Yui S, Nakamura T, Sato T, Nemoto Y, Mizutani T, Zheng X, Ichinose S, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Clevers H, and Watanabe M
  • 雑誌名: Nature Medicine
  • DOI: doi:10.1038/nm.2695
• [雑誌論文] Real-time analysis of P-glycoprotein-mediated drug transport across primary intestinal epithelium three-dimensionally cultured in vitro (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizutani T, Nakamura T, Morikawa R, Fukuda M, Mochizuki W, Yamauchi Y, NozakiK, Yui S, Nemoto Y, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, and Watanabe M
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 419(2) ページ: 238-243
• [雑誌論文] MR enterocolonography is useful for simultaneous evaluation of small and large intestinal lesions in Crohn's disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Hyun SB, Kitazume Y, Nagahori M, Toriihara A, Fujii T, Tsuchiya K, Suzuki S, Okada E, Araki A, Naganuma M, Watanabe M
  • 雑誌名: Inflam Bowel Dis 巻: 17(5) ページ: 1063-1072
• [雑誌論文] Longitudinal cell formation in the entire human small intestine is correlated with the localization of Hath1 and Klf4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki M, Tsuchiya K, Okamoto R, ZhengX, Kano Y, Okamoto E, Okada E, Araki A, Suzuki S, Sakamoto N, Kitagaki K, Akashi T, Eishi Y, Nakamura T, Watanabe M
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 46(2) ページ: 191-202
• [雑誌論文] Gene bookmarking accelerates the kinetics of post-mitotic transcriptional activation (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhao R, Nakamura T, Fu Y, Lazar Z, and Spector DL
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 巻: 13(11) ページ: 1295-1304
• [雑誌論文] Suppression of Hath1 gene expression directly regulated by Hes1 via Notch signaling is associated with goblet cell depletion in ulcerative colitis (2011)
  • 著者名/発表者名: Zheng X, Tsuchiya K, Okamoto R, Iwasaki M, Kano Y, Sakamoto N, Nakamura T, Watanabe M
  • 雑誌名: Inflamm Bowel Dis 巻: 17(11) ページ: 2251-2260
• [雑誌論文] Nuclear organization and dynamics of 7SK RNA in regulating gene expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Prasanth KV, Camiolo M, Chan G, Tripathi V, Denis L, Nakamura T, Hubner M, and Spector DL
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 21(23) ページ: 4184-4196
• [雑誌論文] A long nuclear retained non-coding RNA regulates synaptogenesis by modulating gene expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Bernard D, Prasanth KV, Tripathi V, Colasse S, Nakamura T, Xuan Z, Zhang MQ, Sedel F, Jourdren L, Coulpier F, Triller A, Spector DL, and Bessis A
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 29(18) ページ: 3082-3093
• [雑誌論文] Delta-like 1 expression promotes goblet cell differentiation in Notch-inactivated human colonic epithelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyama J, Okamoto R, Iwasaki M, Zheng X, Yui S, Tsuchiya K, Nakamura T, and Watanabe M
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 393(4) ページ: 662-667
• [雑誌論文] Signaling pathway via TNF-a/NF-kB in intestinal epithelial cells may be directly involved in colitis-associated carcinogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: Onizawa M, Nagaishi T, Kanai T, NaganoKI, Oshima S, Nemoto Y, Yoshioka A, TotsukaT, Okamoto R, Nakamura T, Sakamoto N, Tsuchiya K, Aoki K, Ohya K, Yagita H, Watanabe M
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: 296(4) ページ: G850-859
• [雑誌論文] Requirement of Notch activation during regeneration of the intestinal epithelia. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okamoto R, Tsuchiya K, Nemoto Y, Akiyama J, Nakamura T, Kanai T, Watanabe M
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: 296(1) ページ: G23-35
• [学会発表] Epithelial regeneration by cultured coloniccells expanded from a single adult LGR5+stem cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Nakamura
  • 学会等名: The 6th Korea-Japan IBD Symposium
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] Regeneration of Damaged Colonic Tissue by Transplantation of Colonic Epithelial Stem Cells Maintained and Expanded In Vitro (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiro Yui, Tetsuya Nakamura, Yasuhiro Nemoto, Tomohiro Mizutani, Xiu Zheng, Shizuko Ichinose, Takashi Nagaishi, Ryuichi Okamoto, Kiichiro Tsuchiya, Toshiro Sato, Hans Clevers, and Mamoru Watanabe
  • 学会等名: Basic Science Plenary Symposium, Digestive Disease Week 2011
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 20110507-10
• [学会発表] Regeneration of damaged colon epithelium by transplanted colon Lgr5+stem cells maintained and expanded in vitro (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiro Yui, Tetsuya Nakamura, Toshiro Sato, Yasuhiro Nemoto, Tomohiro Mizutani, Xiu Zheng, Shizuko Ichinose, Takashi Nagaishi, Ryuichi Okamoto, Kiichiro Tsuchiya, Hans Clevers, and Mamoru Watanabe
  • 学会等名: The 5th Japan & US Collaboration Conference in Gastroenterology
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-11-10
• [学会発表] Flagellin via TLR5 on basolateral membrane of primary intestinal epithelial cells(IEC) shows the role of IEC in the response to bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K, Zheng X, Kano Y, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: United European Gastroenterology Week 2011
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] Regeneration of damaged colonic tissue by transplanted colonic epithelial stem cells maintained and expanded in vitro (2011)
  • 著者名/発表者名: Yui S, Nakamura T, Nemoto Y, MizutaniT, Zheng X, Nagaishi T, Tsuchiya K, Watanabe M, Okamoto R, Ichinose S, Sato T, Clevers H
  • 学会等名: GI Research Academy 2011
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] A long-term, mesenchyme-free in vitro culture system of colonic epithelial cells retaining stem cell compartment with proliferation/differentiation properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Nakamura, Shiro Yui, Tomohiro Mizutani, Yasuhiro Nemoto, Ryuichi Okamoto, Kiichiro Tsuchiya, Shizuko Ichinose, and Mamoru Watanabe
  • 学会等名: Digestive Disease Week 2010
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20100501-05
• [学会発表] Awell-defined culture system for colonic epithelial cells thet allows efficient enrichment of LGR5+stem cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Yui S, Nakamura T, Nemoto Y, MizutaniT, Zheng X, Ichinose S, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Watanabe M
  • 学会等名: The 1st JSGE International Topic Conference-Stem Cells in Digestive Organs
  • 発表場所: Kamakura, Japan
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Up-reguration of DELTA1 expression is required for goblet cell differentiation in human intestinal epithelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Akiyama J, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: The 1st JSGE International Topic Conference-Stem Cells in Digestive Organs
  • 発表場所: Kamakura, Japan
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] HES1 via notch signaling directly suppresses ATOH1/HATH1 gene transcription, resulting in the undifferentiated state of intestinal epithelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Zheng X, Tsuchiya K, Okamoto R, Okamoto E, Iwasaki M, Kano Yoshihito, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: The 1st JSGE International Topic Conference-Stem Cells in Digestive Organs
  • 発表場所: Kamakura, Japan
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] TNF-αand notch signaling synergistically up-regulate OLFM4 expression in human intestinal epithelial cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Murano T, Okamoto R, Shimizu H, Akiyama J, Tsuchiya K, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: The 1st JSGE International Topic Conference-Stem Cells in Digestive Organs
  • 発表場所: Kamakura, Japan
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] A long-term, fully-deffined culture system for colonic epithelial cells that alows efficient expansion of stem cell compartment (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Nakamura, Watanabe M
  • 学会等名: The 1st JSGE International Topic Conference-Stem Cells in Digestive Organs
  • 発表場所: Kamakura, Japan
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Hes1 via Notch signaling directly suppresses Atoh1/Hath1 gene transcription, resulting in the goblet cell depletion of Ulcerative Colitis (2010)
  • 著者名/発表者名: Zheng X, Tsuchiya K, Okamoto R, Iwasaki M, Kano Y, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: Digestive Disease Week 2010
  • 発表場所: NewOrleans, USA
  • 年月日: 2010-05-03
• [学会発表] GSK3 inhibitor induces the intestinal differentiation by the protein stabilization of Atoh1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
  • 学会等名: Digestive Disease Week 2009
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2009-06-02
• [産業財産権] 大腸上皮幹細胞の単離・培養技術とこれを用いた大腸上皮移植技術 (2011)
  • 発明者名: 渡辺守・中村哲也
  • 権利者名: 国立大学法人東京医科歯科大学
  • 産業財産権番号: 特願、2011-236469
  • 出願年月日: 2011-10-27