Non-coding RNAによる組織形成の制御機構の解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22590266
• 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: 医化学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 内島 泰信 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (90272426)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: noncoding RNA / miR-199a / miR-214 / 形態形成 / 骨形成 / 心筋傷害

研究概要

申請者らはncRNAの形態形成への関与を明らかにするためにncRNAであるmiR-199a、miR-214をコードするDnm3os遺伝子をノックアウトしたマウスを作製した。本マウスは体躯が小さく、骨格の形成不全や筋肉組織の低形成が認められた。そこで、ノックアウトした遺伝子座にRMCE法を用いてmiR-199a、miR-214を単独または同時にノックインした動物を作製した。ノックインにより各miRNAの発現が確認されたが、両者をノックインした場合にのみ骨格の形成不全等の異常な表現型の回復が確認された。しかし、単独のノックインでは明確な変化が見られなかった。よって、組織形成にそれぞれのncRNAが重要な役割を果たすこと、特に骨組織の形成に寄与することが明確となった。これらのncRNAの標的遺伝子を同定するためにDNAチップによるトランスクリプトーム解析や薬剤二重選択マーカを利用した遺伝子ライブラリのP19細胞での発現による検索を行ったが、顕著な変化を示す遺伝子は特定できなかった。この結果はmiRの作用が多数の遺伝子を標的として弱い程度に発現抑制することで発揮されるという知見に一致するものと考えられた。ところで、miR-199aとmiR-214は心臓疾患との関連が示唆されている。筆者らの研究グループでは心臓と血管系でETAR遺伝子が発現し、これらの組織の発生にETAR陽性細胞が寄与していることを明らかにしている。そこでこれらのncRNAの遺伝子をETAR遺伝子座にノックインし、心毒性が知られるドキソルビシンの投与による心筋傷害モデルにおいて表現型を解析した。その結果、両者のノックインにより心筋の線維化抑制等の組織保護作用が確認された。よって、ncRNAが病態形成に関与する可能性が示唆された。そして、本研究で用いた遺伝子ノックインを利用した研究の方法論が発生研究のみならず病態解析を推進するための基盤として有用であることが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] Preotic neural crest cells contribute to coronary artery smooth muscle involving endothelin signalling (2013)
  • 著者名/発表者名: Arima Y, Miyagawa-Tomita S, Maeda K, Asai R, Seya D, Minoux m、Rijli FM, 西山 K, Kim KS, Uchijima Y, Ogawa H, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 3 ページ: 1267-1277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Angiogenic morphogenesis driven by dynamic and heterogeneous collective endothelial cell movement (2011)
  • 著者名/発表者名: Arima S, Nishiyama K, Ko T, Arima Y, Hakozaki Y, Sugihara, Koseki H, Uchijima Y, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 雑誌名: Development 巻: 138 ページ: 4763-4776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and developmental analysis of endothelin receptor type-A expressiong cells in the mouse kidney (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitazawa T, Sato T, Nishiyama K, Asai R, Arima Y, Uchijima Y, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 雑誌名: Gene Expression Patterns 巻: 11 ページ: 371-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpain 6, a microtubule-stabilizing protein, regulates Rac1 activity and cell motility through interaction with GEF-H1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Tonami K, Kurihara Y, Arima S, Nishiyama K, Uchijima Y, Asano T, Sorimachi H, Kurihara H
  • 雑誌名: Journal of Cell Sciences 巻: 124 ページ: 1214-1223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sirt3 protects in vitro-fertilized mouse preimplantation embryos against oxidative stress-induced p53-mediated developmental arrest (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Uchijima Y, Horike N, Tonami K, Nishiyama K, Amano T, Asano T, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 120 ページ: 2817-2828
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endothelin receptor type-A expression defines a distinct cardiac subdomain within the heart field, with a later implication of this signaling pathway in chamber myocardium formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Asai R, Kurihara Y, Fujisawa K, Sato T, Kawamura Y, Kokubo H, Tonami K, Nishiyama K, Uchijima Y, Miyagawa-Tomita S, Kurihara H.
  • 雑誌名: Development 巻: 137 ページ: 3823-3833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of mice expressiong EGFP in the placode-derived inner ear sensory cell lineage and FACS-array analysis focused on the regional specificity of the otocyst (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto C, Ozeki H, Uchijima Y, Suzukawa K, Mitani A, Fukuhara S, nishiyama K, Kurihara Y, Kondo K, Aburatani H, Kaga K, Yamasoba T, Kurihara H.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 18 ページ: 4702-4722
  • 査読あり
• [学会発表] Endothelin-1 regulates branchial arch morphogenesis by regulating intergenic enhanceractivity of Dlx5 and Dlx6 in mouse embryo (2012)
  • 著者名/発表者名: Uchijima Y, Kurihara Y, Kushiyama S, Kurihara H.
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] MicroRNA 199/214 cluster is required for normal growth and skeletal development in mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Uchijima Y, Nishiyama K, Kurihara Y, Kita K, Kurihara H.
  • 学会等名: Cell Symposia Functional RNAs
  • 発表場所: Hotel Melia (スペイン)
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] Involvement of non-coding RNA: Evf2 in the Endothelin signaling in branchial arch development (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y, Uchijima Y, Kushiyama S, Kurihara H
  • 学会等名: Keystone Symposia Conference Noncoding RNAs
  • 発表場所: スノーバード・クリフロッジ(米国)
  • 年月日: 2012-04-02
• [学会発表] novel roles of the neural crest in coronary artery formation through the Endothelin-1/Endothelin A receptor signaling (2012)
  • 著者名/発表者名: Arima Y, Miyagawa-Tomita S, Nishiyama K, Asai R, Kim KS, Uchijima Y, Ogawa H, Kurihara Y. Kurihara H.
  • 学会等名: 第76回日本循環器学会学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡県福岡市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] 下顎形成におけるエンドセリンシグナルにおけるnon-codingRNAとパラスペックル蛋白の作用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 栗原由紀子,内島泰信,櫛山櫻,濱崎真夏,西山功一,栗原裕基
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Coronary artery anomalies in Endothelin-1 and Endothelin A receptor knockout mice. (2011)
  • 著者名/発表者名: Arima Y, Miyagawa-Tomita S, Nishiyama K, Asai R, Kim KS, Uchijima Y, Ogawa H, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 学会等名: American Heart Associatoin Scientific Session
  • 発表場所: オーラン ドコンベンションセンター(米国)
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Sirt3による参加ストレス防御機構の初期胚発生における役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 河村悠美子,内島泰信,藤澤興,西山功一,栗原由紀子,栗原裕基
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府京都市)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Endothelin-1/Endothelin type-A receptor signaling regulates pharyngeal arch artery development through Dlx5/6-independent pathway. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kim KS, Arima Y, Asai R, Sato T, Uchijima Y, Nishiyama K, Kurihara Y, Igarashi T, Kurihara H.
  • 学会等名: 211 Pediatric Academic Societies and Asian Society for Pediatric Research Jont Meeting
  • 発表場所: Denver Convention Center(米国)
  • 年月日: 2011-05-01
• [学会発表] Endothelin type-A receptor expression defines a distinct subpopulation within the first heart field contributing to chamber myocardium (2010)
  • 著者名/発表者名: Asai R, Kurihara Y, Fujisawa K, Sato T, Kawamura Y, Kokubo H, Tonami K, Nishiyama K, Uchijima Y, Saga Y, Miyagawa-Tomita S, Kurihara H.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第 83 回日本 生化学会 合同年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Sirt3 protects in vitro-fertilized mouse preimplantation embryos against oxidative stress-induced p53-mediated developmental arrest (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Uchijima Y, Horike N, Tonami K, Nishiyama K, Asano T, Amano T, Kurihara Y, Kurihara H.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第 83 回日本生化学会合同年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Transcriptional regulation of non-coding RNA Evf-2 in the Endothelin-1/Dlx5/Dlx6 pathway (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchijima Y, Kurihara Y, Sato T, Fujisawa K, Kushiyama S, Kurihara H.
  • 学会等名: 第33回 日本分子生物学会・第 83 回 日本 生化学会合同年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-12-08
• [備考]
  • URL: http://bio.m.u-tokyo.ac.jp/