血管内皮細胞とペリサイトの双方向性シグナルによる血管機能制御機構の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26670107
• 研究機関: 独立行政法人国立循環器病研究センター
• 研究代表者: 福原 茂朋 独立行政法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70332880)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ペリサイト / 血管内皮細胞 / シグナル / 血管機能

研究実績の概要

血管内皮細胞とペリサイトの双方向性シグナル（ペリサイト→内皮細胞、内皮細胞→ペリサイト）が血管成熟化及び血管新生を制御する分子メカニズムを解明するため、平成26年度は以下の研究を遂行した。
１．ペリサイトと血管内皮細胞で異なる蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックゼブラフィッシュのイメージングを行い、頭部および体幹部の血管におけるペリサイトと内皮細胞の動態をライブで解析した。その結果、頭部では脳実質外に存在する脳底動脈周囲でペリサイトが出現すること、さらに、これら細胞は活発に増殖し、内皮細胞上を移動することで脳実質内にある中心動脈を被覆することが分かった。また、体幹部では、背側大動脈の腹側部位でペリサイトが発生し、その後、活発に増殖することで背側大動脈全体を被覆することが示された。また、節間血管を覆うペリサイトには、節間血管周囲で発生する集団と、背側大動脈から移動してくる集団が存在することが分かった。さらに、発生段階において、ペリサイトは主静脈や静脈節間血管のなどの静脈血管には存在せず、主に動脈血管を被覆することが分かった。
２．血管の成熟化、安定化におけるペリサイトの役割を理解するため、ペリサイトでニトロ還元酵素（NTR）を発現するゼブラフィッシュを樹立した。NTRはメトロニダゾール（MTZ）をDNA損傷物質に変換するため、MTZ投与によりペリサイトをアブレーションできる。実際に、水槽にMTZを投与すると、このゼブラフィッシュ胚及び成魚のペリサイトが迅速にアブレーションされることが分かった。

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

上述したように、平成26年度は「生体における内皮細胞とペリサイトの動態を観察するとともに、ペリサイトを特異的にアブレーション可能な系を樹立し、ペリサイト由来シグナルが血管安定化を誘導する機序を解析する」という当初の研究目標をほぼ達成することができた。従って、本研究は概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

基本的には平成26年度同様、当初の実験計画通り研究を遂行していく。しかし、当初は本研究の終了時に研究成果を発表することを予定していたが、他の研究グループより先にペリサイトの挙動をライブで観察できるシステムを報告するため、平成27年度前半には、これまでの研究成果をまとめ論文投稿を行う。また、今回我々が樹立したペリサイトのアブレーションシステムは、非常に活性が高く、成魚でも効率的にペリサイトをアブレーションできたので、当初はゼブラフィッシュの幼魚を用いた解析を予定していたが、成魚を用いた解析も実施していく。

研究成果

• [雑誌論文] RhoA and ROCK mediate histamine-induced vascular leakage and anaphylactic shock. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikelis C.M., Simaan M., Ando K., Fukuhara S., Sakurai A., Amornphimoltham P., Masedunskas A., Weigert R., Chavakis T., Adams R., Offermanns S., Mochizuki N., Zheng Y., Gutkind J.S.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 6 ページ: 6725
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms7725.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cdc42 mediates Bmp-induced sprouting angiogenesis through Fmnl3-driven assembly of endothelial filopodia in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wakayama Y., Fukuhara S. (Corresponding author), Ando K., Matsuda M., Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Cell 巻: 32 ページ: 109-122
  • DOI: doi: 10.1016/j.devcel.2014.11.024.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tip cell specific requirement for an atypical Gpr124 and Reck-dependent Wnt/β-catenin pathway during brain angiogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: anhollebeke B., Stone O., Bostaille N., Cho C., Zhou Y., Maquet E., Gauquier A., Cabochette P., Fukuhara S., Mochizuki N., Nathans J. and Stainier D.Y.R.
  • 雑誌名: eLife 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: noy yet given
  • 査読あり
• [雑誌論文] Looking back and moving forward: Recent advances in understanding of cardiovascular development by imaging of zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S, Fukui H, Wakayama Y, Ando K, Nakajima H, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Growth Differ. 巻: 未定 ページ: 未定
  • DOI: 10.1111/dgd.12210.
  • 査読あり
• [雑誌論文] β-Catenin-dependent transcription is central to Bmp-mediated formation of venous vessels. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kashiwada T, Fukuhara S (Co-corresponding author), Terai K, Tanaka T, Wakayama Y, Ando K, Nakajima H, Fukui H, Yuge S, Saito Y, Gemma A, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Development 巻: 142 ページ: 497-509
  • DOI: 10.1242/dev.115576.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] S1P-Yap1 signaling regulates endoderm formation required for cardiac precursor cell migration in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukui H, Terai K, Nakajima H, Chiba A, Fukuhara S, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Cell. 巻: 31 ページ: 128-136
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.08.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualizing the cell-cycle progression of endothelial cells in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara S (Co-corresponding author), Zhang J, Yuge S, Ando K, Wakayama Y, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Mochizuki N.
  • 雑誌名: Dev. Biol. 巻: 393 ページ: 10-23
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2014.06.015.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The secreted protein ANGPTL2 promotes metastasis of osteosarcoma cells through integrin α5β1, p38 MAPK, and matrix metalloproteinases. (2015)
  • 著者名/発表者名: Odagiri H, Kadomatsu T, Endo M, Masuda T, Morioka MS, Fukuhara S, Miyamoto T, Kobayashi E, Miyata K, Aoi J, Horiguchi H, Nishimura N, Terada K, Yakushiji T, Manabe I, Mochizuki N, Mizuta H, Oike Y.
  • 雑誌名: Sci. Signal. 巻: 7 ページ: ra7
  • DOI: 10.1126/scisignal.2004612.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coexpression of ang1 and tie2 in odontoblasts of mouse developing and mature teeth-a new insight into dentinogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakajima K, Shibata Y, Hishikawa Y, Suematsu T, Mori M, Fukuhara S, Koji T, Sawase T, Ikeda T.
  • 雑誌名: Acta. Histochem. Cytochem. 巻: 47 ページ: 19-25
  • DOI: 10.1267/ahc.13043.
  • 査読あり
• [学会発表] Unveiling the cellular and molecular mechanism of vascular development by fluorescence-based bio-imaging in zebrafish (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigetomo Fukuhara.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 120th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of The Physiological Society of Japan.
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] 血管新生メカニズムの蛍光生体イメージング解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 4福原茂朋
  • 学会等名: 生理研研究会2014「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-04
• [学会発表] Visualization of -catenin transcriptional activity in endothelial cells uncovers a novel role for β-catenin in venous vessel development in zebrafish (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigetomo Fukuhara, Naoki Mochizuki
  • 学会等名: The 18th International Vascular Biology Meeting (IVBM2014)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2014-04-15 – 2014-04-15
• [図書] 「ゼブラフィッシュを用いたin vivo細胞生物学研究 ～血管研究を例に～」、生体の科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福原茂朋、若山勇紀、柏田建、安藤康史、望月直樹
  • 総ページ数: 未定
  • 出版者: 金沢一郎記念医学医療振興財団
• [図書] 「Cdc42はフォーミンタンパク質Fmnl3を介して内皮細胞におけるフィロポディアの形成を促進し血管新生を誘導する」、ライフサイエンス新着論文レビュー (2014)
  • 著者名/発表者名: 若山勇紀、福原茂朋
  • 総ページ数: インターネット掲載
  • 出版者: ライフサイエンス統合データベースセンター