2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02560
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
淺原 弘嗣 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (70294460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 雅樹 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特任講師 (10602625)
乾 雅史 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 室長 (20643498)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Mkx / 腱・靱帯 / 運動器 / GTF2IRD1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動器は、筋と骨・軟骨が腱・靱帯によって正確かつ強靭に結ばれることで機能を発揮するが、腱・靱帯の発生研究、再生医療は十分に進展していない。本研究では、我々の同定した腱・靭帯に特異的な転写因子Mkxの腱・靭帯組織の発生と維持に必須の機能とそのメカニズムを解明し、Mkxを用いた幹細胞からの腱・靭帯再生研究を行う。本研究の遂行においては、疾患研究・医療応用を目標に、ヒト組織と組織幹細胞・iPS技術を用いた研究を行い、細胞ベースでの遺伝子機能解析システムやChIP(クロマチン免疫沈降)-シークエンスなどのゲノムワイドな研究を有機的に組み合わせることで、Mkxを起点とした、腱・靱帯の分子ネットワークを解明する。また、TALEN・CRISPR技術により複数の遺伝子改変マウスの利用の他、腱・靭帯研究に必須のラットにおける遺伝子改変を行い、これを利用することで腱・靭帯の維持・再生シグナルを解明する。本年は、特に、腱・靭帯のメカノシグナルを担うGTF2IRD1の機能について明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Mkxのエンハンサーを制御する分子群の解析：Mkxの上流7kおよび下流3kのシークエンスがVISTAブラウザを用いた解析で種間に比較的保存されていることから、この部分にエンハンサーがあると仮定し、このシークエンスを制御する転写因子および上流シグナルを探索する目的で、エンハンサーをLucにつないだレポーターを用いて、ノンバイアスに約6000のヒト遺伝子のｃDNA発現ベクターを293T細胞にコトラスフェクションする細胞ベースのノンバイアスハイスループットアッセイを行い、それら候補遺伝子の発現や機能を探索した。結果、ETS2, GTF2IRD1, HOXC11等が同定され、中でもGTF2IRD1がメカノシグナル特異的に核内に移行し、Mkxの遺伝子発現を促進することを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mkxが腱・靭帯の発生分化に必須の転写因子であるという、我々の研究を基に、Mkxが生後の腱・靭帯組織における役割とその分子メカニズムを解析する。
1.Mkxの腱・靭帯細胞における恒常性維持機能の解析：ヒト腱・靭帯において、Mkxが生後も発現していることから、関節炎や加齢におけるMkxの発現の変化と、腱・靭帯に特異的な遺伝子発現の関係を検討する。また、Mkxノックアウトヘテロマウス・ラットを用いて、Mkxの発現が少ない場合の加齢や関節炎誘導における腱・靭帯の恒常性維持への影響を検討する。Mkx-venus陽性であるMkxヘテロマウスを用いmoderateとintense treadmill exerciseを施行し、腱負荷の影響をfrozen IHCにて観察する。
2. Mkxの下流ターゲットとなる遺伝子を同定する：ヒト組織および遺伝子改変マウスを用いて、Mkxが制御する遺伝子群を同定し、組織の維持・再生を司る分子メカニズムを解明する。Mkx-GFPノックインマウスのホモおよびヘテロ個体（胎児期および成体）を用いて、GFP・Mkx陽生である腱・靭帯細胞をFACSで単離し、マイクロアレイ解析を行い、発生期におけるMkxのターゲットを探る。また、Mkxのクロマチン免疫沈降―シークエンスによって、発生期および生後におけるMkxのターゲットを解析する。
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[Journal Article] TALEN-Mediated Gene Disruption on Y Chromosome Reveals Critical Role of EIF2S3Y in Mouse Spermatogenesis.2015
Author(s)
Matsubara Y, Kato T, Kashimada K, Tanaka H, Zhi Z, Ichinose S, Mizutani S, Morio T, Chiba T, Ito Y, Saga Y, Takada S*, Asahara H*.
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Journal Title
Stem Cells Dev.
Volume: 24
Pages: 1164-70
DOI
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[Journal Article] DNA methylation analysis of human myoblasts during in vitro myogenic differentiation: de novo methylation of promoters of muscle-related genes and its involvement in transcriptional down-regulation.2015
Author(s)
Miyata K, Miyata T, Nakabayashi K, Okamura K, Naito M, Kawai T, Takada S, Kato K, Miyamoto S, Hata K, Asahara H*.
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Journal Title
Hum Mol Genet.
Volume: 24
Pages: 410-23.
DOI
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[Journal Article] Transcription factor Mohawk controls tenogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells in vitro and in vivo.2015
Author(s)
Otabe K, Nakahara H, Hasegawa A, Matsukawa T, Ayabe F, Onizuka N, Inui M, Takada S, Ito Y, Sekiya I, Muneta T, Lotz M, Asahara H*.
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Journal Title
J Orthop Res.
Volume: 33
Pages: 1-8
DOI
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