眼杯のパターン形成を制御する位置情報シグナルの３次元イメージングによる解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24680037
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 永樂 元次 独立行政法人理化学研究所, 発生・再生科学総合研究センター, ユニットリーダー (40415097)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: パターン形成 / 自己組織化 / 幹細胞

研究概要

本研究では、ES細胞由来の眼杯様構造が自己組織的に極性を形成する分子メカニズムについての解明を目的とした。ES細胞からin vitroで分化した眼杯では、背側マーカーと腹側マーカーは相互排他的な発現パターンを示した。このことは、網膜神経上皮には自発的に背腹軸の極性を獲得できるメカニズムが存在することを示している。さらに、三次元形態の解析により、眼杯にはfissureが存在し、三次元形態的に極性を有していた。また、薬理学実験およびイメージングにより、自己組織的なin vitroの眼杯形成はダイナミックな複数の分子シグナルに制御された背腹軸パターン形成を伴うものであることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Self-organization of axial polarity, inside-out layer pattern, and species-specific progenitor dynamics in human ES cell-derived neocortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Kadoshima T, Sakaguchi H, Nakano T, Soen M, Ando S, Eiraku M, Sasai Y
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 110 ページ: 20284-9
  • DOI: 10.1073/pnas.1315710110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apical contractility in growing epithelium supports robust maintenance of smooth curvatures against cell-division-induced mechanical disturbance (2013)
  • 著者名/発表者名: Okuda S, Inoue Y, Eiraku M, Sasai Y, Adachi T
  • 雑誌名: J Biomech 巻: 46 ページ: 1705-13
  • DOI: 10.1016/j.jbiomech.2013.03.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling cell proliferation for simulating three-dimensional tissue morphogenesis based on a reversible network reconnection framework (2013)
  • 著者名/発表者名: Okuda S, Inoue Y, Eiraku M, Sasai Y, Adachi T
  • 雑誌名: Biomech Model Mechanobiol 巻: 12 ページ: 987-96
  • DOI: 10.1007/s10237-012-0458-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible network reconnection model for simulating large deformation in dynamic tissue morphogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Okuda S, Inoue Y, Eiraku M, Sasai Y, Adachi T
  • 雑誌名: Biomech Model Mechanobiol 巻: 12 ページ: 627-44
  • DOI: 10.1007/s10237-012-0430-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust formation and maintenance of continuous stratified cortical neuroepithelium by laminin-containing matrix in mouse ES cell culture (2012)
  • 著者名/発表者名: Nasu M, Takata N, Danjo T, Sakaguchi H, Kadoshima T, Futaki S, Sekiguchi K, Eiraku M, Sasai Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e53024
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053024
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro organogenesis in three dimensions : self-organising stem cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasai Y, Eiraku M, Suga H
  • 雑誌名: Development 巻: 139 ページ: 4111-21
  • DOI: 10.1242/dev.079590
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-formation of optic cups and storable stratified neural retina from human ESCs (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakano T, Ando S, Takata N, Kawada M, Muguruma K, Sekiguchi K, Saito K, Yonemura S, Eiraku M, Sasai Y
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 10 ページ: 771-85
  • DOI: 10.1016/j.stem.2012.05.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-formation of layered neural structures in three-dimensional culture of ES cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Eiraku M, Sasai Y
  • 雑誌名: Curr Opin Neurobiol 巻: 22 ページ: 768-77
  • DOI: 10.1016/j.conb.2012.02.005
  • 査読あり
• [学会発表] 多能性幹細胞からのin vitroでの立体神経組織形成永楽元次 (2014)
  • 学会等名: 第13回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2014-03-03
• [学会発表] in vitroでの立体網膜組織の自己形成とその原理永楽元次 (2013)
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] in vitroでの立体網膜組織の自己形成とその原理永楽元次 (2013)
  • 学会等名: 第84回動物学会大会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] in vitroでの立体網膜組織の自己形成とその原理永楽元次 (2013)
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] in vitroでの立体網膜組織の自己形成とその原理永楽元次 (2013)
  • 学会等名: 第12回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Self-organized formation of optic cup in vitro Mototsugu Eiraku Joint (2012)
  • 学会等名: Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64th Annual Meeting of the Japan Society for Cell Biology
  • 発表場所: Kobe Japan
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] Self-organized formation of optic cup in vitro Mototsugu Eiraku (2012)
  • 学会等名: 16th Stem Cell Network Workshop : Stem Cell Treatments for Eye Diseases
  • 発表場所: University of Western Sydney (Campbelltown Campus)
  • 年月日: 2012-04-16
• [備考]
  • URL: http://www.riken.jp/en/research/labs/cdb/hum_stem_cell/fourdim_tissue/