胆嚢・胆管の形態形成・再生能と先天性疾患の分子機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24228005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 金井 克晃 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (30260326)
• 研究分担者: 九郎丸 正道 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (00148636) ; 恒川 直樹 東京大学, 農学生命科学研究科, 助教 (50431838) ; 多屋 長治 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 室長 (90175456)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: SOX17 / 肝臓 / 胆管 / 膵臓 / マウス

研究実績の概要

本研究課題は、胆管系の発生・形態形成過程でのSOX17陽性の胆管細胞の動態・機能を明らかにすることにより、胆管系の構築の分子機序とその形成異常による先天性疾患の分子基盤の解明を目的としている。本年度は、下記の成果を得た。
1)胎齢8.5日(E8.5)の胎子の全胚培養によるfate mapping解析により、9-11somite胎子の前腸での胆嚢原基の予定領域を検討した結果、左右の前腸の腹側・最外側領域の前方から1-2体節の腹側前腸の位置が胆嚢原基の腹側面を形成することを明らかにした。また、前腸門の中央部において背側壁を形成する胆管前駆細胞を同定し、胆嚢原基は３種類の前腸内胚葉から由来することが明確となった。
2) E8.5-9.0における前腸全載培養法と全胚培養法を用いて、Sox17-EGFPノックイン系統の胆管前駆細胞の動態を解析した。Sox17-EGFPホモ胚からの培養片では、胆嚢原基となるEGFP陽性の内胚葉細胞は、誘導された肝芽、膵芽領域まで幅広く分布し、同細胞は、肝芽、膵芽マーカー陽性を示した。本結果から、胆管前駆細胞は、Sox17活性の消失により肝芽様細胞等に脱分化することが示唆された。
3)胆嚢原基のトランスクリプトーム解析により、Sox17の下流で機能する複数のシグナル因子を同定した。そのうちの一部のシグナル因子が、SOX17＋胆管前駆細胞で強く発現し、その受容体遺伝子は、胆嚢周囲の間質領域に発現していることが判明した。Sox17 +/-とこれらのシグナル因子欠損マウスとの交配実験により、このシグナル低下がSox17 +/-の胆嚢原基の低形成に関与し、胆道閉鎖を重篤化することを見出した。今後，Sox17の上流下流のこれらのシグナル経路に着目して機能解析を行い、胆管上皮の破綻の原因、胆嚢炎,胆管炎,胆道閉鎖に至る病態メカニズムの全貌が解明できるものと期待される。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の予定通り、おおむね進んでいる。大きな目標である胆嚢前駆細胞でのSox17の下流のシグナルカスケードの同定に成功し、このシグナル因子欠損マウスでの胆嚢形成の解析も順調に進行している。

今後の研究の推進方策

Sox17の上流,下流因子の機能解析として、器官培養下での候補シグナル因子を染み込ませたビーズによる添加実験により、SOX17＋胆管前駆細胞の動態解析を行う。さらに、他のconditional Sox17変異系統であるShiva系統、Alb-cre、Pdx1-creと Sox17 flox/-、Sox17 flox/floxの二重変異体での胆嚢での表現型解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Fate mapping of gallbladder progenitors in posteroventral foregut endoderm of mouse early somite-stage embryos. (2015)
  • 著者名/発表者名: Uemura M, Igarashi H, Ozawa A, Tsunekawa N, Kurohmaru M, Kanai-Azuma M, Kanai Y.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 巻: 77 ページ: 587-591
  • DOI: doi: 10.1292/jvms.14-0635
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel Amh-Treck transgenic mouse line allows toxin-dependent loss of supporting cells in gonads. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shinomura M, Kishi K, Tomita A, Kawasumi M, Kanezashi H, Kuroda Y, Tsunekawa N, Ozawa A, Aiyama Y, Yoneda A, Suzuki H, Saito M, Picard JY, Kohno K, Kurohmaru M, Kanai-Azuma M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Reproduction 巻: 148 ページ: H1-19
  • DOI: doi: 10.1530/REP-14-0171.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sox17-mediated maintenance of fetal intra-aortic hematopoietic cell clusters. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobuhisa I, Osawa M, Uemura M, Kishikawa Y, Anani M, Harada K, Takagi H, Saito K, Kanai-Azuma M, Kanai Y, Iwama A, Taga T.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 34 ページ: 1976-1990
  • DOI: doi: 10.1128/MCB.01485-13.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sox17 regulates liver lipid metabolism and adaptation to fasting. (2014)
  • 著者名/発表者名: Rommelaere S, Millet V, Vu Manh TP, Gensollen T, Andreoletti P, Cherkaoui-Malki M, Bourges C, Escaliere B, Du X, Xia Y, Imbert J, Beutler B, Kanai Y, Malissen B, Malissen M, Tailleux A, Staels B, Galland F, Naquet P.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 ページ: e104925
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0104925.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single administration of butylparaben induces spermatogenic cell apoptosis in prepubertal rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Alam MS, Ohsako S, Kanai Y, Kurohmaru M.
  • 雑誌名: Acta Histochem. 巻: 116 ページ: 474-480
  • DOI: doi: 10.1016/j.acthis.2013.10.006.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Common molecular pathways between SRY-dependent and -independent testiculogenesis in mouse fetal gonads. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura K, Kanai-Azuma M, Kanai Y
  • 学会等名: The 4th SOX Meeting (organized by Veronique Lefebvre & Michael Weiss).
  • 発表場所: Cleaveland Botanical garden, OH, USA.
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-12
• [備考] 研究紹介・マウス発生過程におけるSRY関連遺伝子SOX17の機能解析
  • URL: http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/kaibo/Sox17.html#abc