マウスES細胞in vitro血管分化系による血管発生分化の分子機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14704031
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山下 潤 京都大学, 再生医科学研究所, 助教授 (50335288)
• Keywords: ES細胞 / 内皮細胞 / 動静脈分化 / 心筋細胞 / RNA干渉 / DNAチップ

Research Abstract

我々が構築したES細胞からの血管の分化系を用いて、血管構成細胞(血管内皮細胞および壁細胞)の分化過程において特異的に発現する遺伝子群を同定し、血管発生分化の分子機構の解析を行うことを目的とした研究である。昨年度までに、Flkl陽性細胞とFlkl陽性細胞から分化誘導1日後の内皮細胞との間でサブトラクションライブラリーを作製し、内皮分化に特異的発現を示す遺伝子群を約30個同定している。また、新たにDNAチップを用いた解析により、マウス約36,000個の遺伝子の中から、約200個の内皮細胞分化特異的発現を示す候補遺伝子群を同定している。今年度は、RNAi(RNA干渉)を用いた新しい遺伝子機能解析システムの構築と、新たな内皮細胞分化誘導法および動静脈内皮特異的分化誘導法の開発を行った。テトラサイクリン誘導性siRNA(short interfering RNA)発現ベクターをES細胞に導入し、細胞分化途上の任意のタイミングにおいて、遺伝子発現を抑制できるシステムの構築を行い、内皮細胞マーカーであるVE-カドヘリンに対するsiRNAの発現により、内皮細胞分化が抑制できることを明らかにした(未発表)。同システムによる内皮分化機能遺伝子の探索を行っている。また、新たに高効率に内皮細胞を分化誘導する方法および動静脈内皮細胞分化条件を発見し(投稿準備中)、特許申請を行った。現在、動静脈内皮細胞の純化と分化機構の解析を行っている。さらに心筋細胞を分化誘導する新手法を見出し、心筋を含めた心血管系の分化機構の解析を行っている。ES細胞の血管分化系をさらに発展させ、構成的細胞分化誘導と遺伝子の網羅的探索および機熊解析を組み合わせた新しい細胞分化研究法を開発することにより、当初の血管分化機構のみにとどまらない研究の展開を行うことができた。

Research Products

• [Publications] Fraser ST, Yamashita J, (他5名): "In vitro differentiation of mouse embryonic stem cells : Hematopoietic and vascular cell types."Method.Enzymol.. 365. 59-72 (2003)
• [Publications] Watabe T, Nishihara A, Mishima K, Yamashita J, (他4名): "TGF-beta receptor kinase inhibitor enhances growth and integrity of embryonic stem cell-derived endothelial cells."J.Cell.Blol.. 163. 1303-1311 (2003)
• [Publications] Fujita M, Nakao Y, Natsunaga S, Seiki M, Itoh Y, Yamashita J, (他2名): "Ageladine A : an anti-angiogenic matrixmetalloproteinase inhibitor from the marine sponge Agelas nakamurai."J.Am.Chem.Soc.. 125. 15700-15701 (2003)
• [Publications] Sone M, Itoh H, Yamashita J, (他12名): "Different differentiation kinetics of vascular progenitor cells in primate and mouse embryonic stem cells."Circulation. 107. 2085-2088 (2003)
• [Publications] Yurugi-Kobayashi T, Itoh H, Yamashita J, (他7名): "Effective contribution of transplanted vascular progenitor cells derived from embryonic stem cells to adult neovascularization in proper differentiation stage"Blood. 101. 2675-2678 (2003)
• [Publications] Yamahara K, Itoh H, Chun TH, Ogawa Y, Yamashita J, (他11名): "Significance and therapeutic potential of the natriuretic peptides/cGMP/cGMP-dependent protein kinase pathway in vascular regeneration"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 3404-3409 (2003)
• [Publications] Yamashita J, Nishikawa SI.: "Methods in Endothelial Cell Biology.(Embryonic stem cell-derived endothelial cells)"(Springer-Verlag GmbH, Berlin, New Yolk, Tokyo.)(in press).