2015 Fiscal Year Annual Research Report

発生期腎臓上皮の細胞競合とその破綻による異常

Publicly Offered Research

Project Area	Cell competition: a mechanism for survival of the fittest in the multi-cellular community
Project/Area Number	15H01496
Research Institution	Kumamoto University
Principal Investigator	西中村隆一熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (70291309)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords	腎臓発生 / 尿管芽 / 細胞競合
Outline of Annual Research Achievements	腎臓は尿管芽と後腎間葉という２つの組織の相互作用によって形成される。尿管芽は後腎間葉を分化誘導しつつ、自身は後腎間葉からのGdnfの作用で分岐・分化する。Gdnf受容体Retを発現する尿管芽先端の上皮は自己複製しながら茎の部分を産み出す前駆細胞である。この上皮細胞が分裂する際に、一旦管腔内に飛び出してから上皮に再挿入されるという現象が最近報告された (Packard et al. Dev Cell 2013)。一方、我々は尿管芽の発生を解析する過程で、上記の現象が障害されたと考えられる変異マウスに遭遇した。そこで本計画は、尿管芽という発生期腎臓上皮における細胞競合の関与とその破綻による異常を解析することを目的とした。１）正常発生における尿管芽上皮の細胞競合：　細胞極性や張力、Hippo経路の活性化を解析することで、どのような機構で管腔内で分裂する細胞が選択されるのかを明らかにする計画であった。しかし、マウス胎生11.5日から発生段階を追って、尿管芽上皮をcytokeratin-8抗体で、分裂期の細胞をリン酸化ヒストン（pHH3）抗体で染色したところ、管腔内で分裂するように見える細胞は多く見られるが、そのすべてが上皮層内に留まり、管腔内には飛び出ていないことが明らかになった。２）ミオシン欠失における尿管芽上皮の異常：　尿管芽特異的にミオシン重鎖IIA/IIBを欠損するマウスでは、出生時に水腎症を呈した。胎生期11.5日において、上皮基底側に細胞突起 (basal protrusion)に基づくと見られる異所性の尿管芽形成が観察され、これが水腎症を引き起こす原因と考えられた。また管腔内に尿管芽上皮が塊となって飛び出し、細胞死を起こすことを見出した。上皮アピカル面の収縮低下と側方の接着班の機能不全を示唆する所見が得られ、いわゆるapical extrusionの現象であった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 使用していた染色試薬が販売中止になり、代替試薬による条件設定に時間を要したことが一因である。加えて、正常の発生期腎臓において管腔内への分裂細胞の飛び出しという既報の結果が再現されなかった。これが我々の技術的欠陥であるのか、既報の間違いであるのかの判断が困難であった。
Strategy for Future Research Activity	管腔内への分裂細胞の飛び出しという既報の結果が再現されない原因を早急に突き止める。一方でミオシン欠失では細胞の管腔内への飛び出しは認められているので、この現象の機構を詳細に解析するとともに、細胞競合への関与を解明する。