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

2016 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, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30260326)
• 研究分担者: 九郎丸 正道 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00148636) ; 恒川 直樹 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (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 / 胆嚢 / 胆道閉鎖症 / マウス

研究実績の概要

胆嚢;胆管の形態形成は、胆嚢上皮からのShhシグナルが間葉系に作用し、その平滑筋層の形成に重要であることが判明した（WNT4欠損胆嚢は正常）。胎子胆嚢の収縮能は、Sox17+/-個体の肝炎発症の個体においてのみ収縮能が低下していることも判明した。Pdx-cre;Sox17 cd ko マウスの胆嚢においても低下する傾向が認められ、胆嚢;平滑筋の収縮低下が肝炎の発症に関連していることも証明できた。Pdx-cre;Sox17f/f胎子の胆嚢;領域特異的にSox17欠損した個体でも、低頻度ではあるが、Shh低下し一部の個体で胆道閉鎖症が誘導され、肝炎が発症することが判明した。Alb-cre;Sox17f/fの胆嚢、肝臓は正常で、異常は認められなかったことから、肝細胞ではなく、胆嚢上皮でのSox17 の低下が肝炎を発症することが示唆された。 Sox17+/-胆嚢原基が、組織自律的にCxlcl10などの炎症マーカーの上昇が確認され、組織自律的に胆嚢で上皮のバリアー機能に破綻が生じていることが判明した。胎子の胆嚢領域にGr1+骨髄球が浸潤していることを免疫組織化学、Tal1 etcのqPCRにより証明した。上記の結果、Sox17ハプロ不全により、胎齢15日までに胎子の胆嚢炎が発症していることを再確認できた。Shh-cre;Sox17 f/fの表現型解析では、胆嚢領域は完全に消失し、胆嚢管のみで構成された肝外胆管を形成する（肝炎は発症せず、成体まで生育）。成体まで生存したSox17+/-個体の肝外胆管の分岐パターンを、CUBIC法により透明化した胆道系の構築を解析した。ラットの胆管発生におけるSox17の解析を行い、胆嚢予定領域にはSOX17の発現が欠失していること、Sox17ゲノム領域において、胆嚢の有るマウス、ヒトで保存され、胆嚢を持たないラットで保存されていない制御領域を同定した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] University of Utah, School of Medicine(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: University of Utah, School of Medicine
• [国際共同研究] Aix-Marseille University(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Aix-Marseille University
• [雑誌論文] Sox17 is essential for proper formation of the marginal zone of extraembryonic endoderm adjacent to a developing mouse placental disk. (2018)
  • 著者名/発表者名: Igarashi H, Uemura, M, Hiramatsu R, Hiramatsu R, Segami S, Pattarapanawan M, Hirate Y, Yoshimura Y, Hashimoto H, Higashiyama H, Sumitomo H, Kurohmaru M, Saijoh Y, Suemizu H, Kanai-Azuma M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Biol Reprod 巻: - ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1093/biolre/ioy079
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Anatomy and development of the extrahepatic biliary system in mouse and rat: a perspective on the evolutionary loss of the gallbladder. (2018)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama H, Uemura M, Igarashi H, Kurohmaru M, Kanai-Azuma M, Kanai Y.
  • 雑誌名: J Anat 巻: 232 ページ: 134-145
  • DOI: 10.1111/joa.12707.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maintenance of hematopoietic stem and progenitor cells in fetal intra-aortic hematopoietic clusters by the Sox17-Notch1-Hes1 axis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Nobuhisa I, Harada K, Takahashi S, Anani M, Lickert H, Kanai-Azuma M, Kanai Y, Taga T.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 巻: 365 ページ: 145-155
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.02.014.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Embryonic cholecystitis and defective gallbladder contraction in the Sox17-haploinsufficient mouse model of biliary atresia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama H, Ozawa A, Sumitomo H, Uemura M, Fujino K, Igarashi H, Imaimatsu K, Tsunekawa N, Hirate Y, Kurohmaru M, Saijoh Y, Kanai-Azuma M, Kanai Y.
  • 雑誌名: Development 巻: 144 ページ: 1906-1917
  • DOI: 10.1242/dev.147512.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of a heteroplasmic mouse strain with interspecific mitochondrial DNA haplotypes and improvement of a PCR-RFLP-based measurement system for estimation of mitochondrial DNA heteroplasmy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shitara H, Cao L, Yamaguchi M, Yonekawa H, Taya C.
  • 雑誌名: Transgenic Res 巻: 26 ページ: 559-565
  • DOI: 10.1007/s11248-017-0009-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mouse Sox17 haploinsufficiency leads to female subfertility due to impaired implantation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirate Y, Suzuki H, Kawasumi M, Takase HM, Igarashi H, Naquet P, Kanai Y, Kanai-Azuma M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 24171
  • DOI: 10.1038/srep24171.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] SOX17 ハプロ不全マウスでの胆道閉鎖症の発症メカニズム. (2017)
  • 著者名/発表者名: 金井克晃
  • 学会等名: 胆道閉鎖症ブレインストーミングの会 －胆道閉鎖症の病態を探るミニシンポジウム－
  • 招待講演
• [学会発表] Sox17の胆嚢形成と胆道閉鎖症-発生メカニズムから疾患モデル研究への新展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金井克晃
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
• [学会発表] Sox17へテロ変異の疾患モデルへの応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 金井正美, 金井克晃
  • 学会等名: 第53回 北陸実験動物研究会
  • 招待講演
• [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#ratgal
• [備考] Research Output
  • URL: https://utah.pure.elsevier.com/en/publications/embryonic-cholecystitis-and-defective-gallbladder-contraction-in-