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論文
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成瀬, 智恵 ; Naruse, Chie
概要:
金沢大学学際科学実験センター<br />我々が作製したHP1γ変異マウスを解析した結果、減数分裂の進行時にHP1γはセントロメア近傍におけるヒストン修飾因子のリクルートに必須であることが明らかになった。また、減数分裂以前の始原生殖細胞(PG
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C)の増殖にもHP1γが必須であることを明らかにした。さらに、ヒストン脱メチル化酵素の変異マウスは骨格の発生に異常を起こして出生直後致死となること、骨格の発生異常はHox遺伝子の発現制御の異常によることを明らかにした。<br />We generated HP1 gamma mutant mice and found that histone methylation at pericentromeric heterochromatin was reduced in the mutant germ cells at meiosis. Next, we found that HP1 gamma is essential for cell cycle progression of primordial germ cells(PGC). Moreover, we found that histone demethylase regulates expression of Hox genes, and the demethylase-deficient mice died perinatally.<br />研究課題/領域番号:22700451, 研究期間(年度):2010-2011
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論文
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永長, 一茂 ; Nagaosa, Kazushige
概要:
金沢大学医薬保健研究域薬学系<br />セルトリ細胞によるアポトーシス精子形成細胞の貪食を阻害により精子数が減少することから、「貪食依存に発現誘導される精子形成促進因子」が存在するとの仮説を立て、この検証を試みた。その結果、アポトーシス細胞
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を貪食したセルトリ細胞で発現量が顕著に増加する遺伝子Aが見出された。現在、AもしくはAが発現や機能を制御する分子が精子形成を促進させるか否かを検証中である。<br />研究課題/領域番号:18791116, 研究期間(年度):2006 – 2008<br />出典：「精子形成細胞の死が促す新たな精子形成機構の解析」研究成果報告書 課題番号18791116（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-18791116/18791116seika/)を加工して作成
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論文
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浅野, 雅秀 ; Asano, Masahide
概要:
金沢大学学際科学実験センター<br />HP1Y欠損マウスを用いた解析から,HP1γは減数分裂時の相同染色体の対合(Takada,Naruse,et al.,Development,2011)及びPGCの増殖(Abe et al.,Biol
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Reprod,2011)に重要な役割を果たしていることを明らかにして論文として発表した。24年度は転写抑制性ヒストン修飾H3K27me3の脱メチル化酵素Jmjd3の解析を中心に進めた。Jmjd3欠損マウスは出生直後に致死となり,体軸形成に異常が認められた。体軸形成に重要な役割を担っているHox遺伝子群を中心に,定量RT-PCRやクロマチン沈降法を用いて,Jmjd3が体軸形成を制御するメカニズムを解析した。その結果,Jmjd3はHox遺伝子群に結合し,転写抑制マークのH3K27me3を脱メチル化することにより,一部のHox遺伝子群の発現をその発現開始時において制御していることを明らかにした(論文投稿中)。一方,Jmjd3欠損マウスの胎盤が過形成を生じることもわかった。Jmjd3欠損胎盤では胎盤特異的インプリント遺伝子群の発現が異常になっており,一部のインプリント遺伝子群の発現は,やはりJmjd3によるH3K27me3の脱メチル化で制御されていることを明らかにした(論文準備中)。Jmjd3欠損マウスは出生直後に致死であったので,生後の生殖細胞について解析することができなかった。そこでJmjd3-floxマウスと雄性生殖細胞で特異的にCreを発現するTNAP-Creマウスとを交配して,雄性生殖細胞特異的Jmjd3欠損マウスを作製したが,生殖細胞の異常は観察できなかった。<br />研究課題/領域番号:23013012, 研究期間(年度):2011 – 2012
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論文
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浅野, 雅秀 ; Asano, Masahide
概要:
金沢大学 学際科学実験センター<br />(1)HP1γ変異マウスの始原生殖細胞(PGC)の解析HP1γはメチル化ヒストン(H3K9me)に結合するエピジェネティック制御因子の一つである。22年度はHP1γ変異マウスにおいてPGCの数が少な
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い原因をさらに追及した。PGCの運命決定や生殖隆起への移動,細胞死,ヒストン修飾に異常はなく,PGCの増殖に問題があることを明らかにした。E12.5の増殖期のHP1γ変異PGCはBrdUの取込みが有意に低下しており,フローサイトメトリーの解析からもHP1γ変異PGCはG1期に集積しており,S期への移行が抑制されていた。様々な細胞周期制御因子を解析したところ,HP1γ変異胚ではサイクリン依存性キナーゼ阻害活性を持つp21(Cip)を発現するPGCの割合が増加し,p21の集積がG1/S期移行の遅延を引き起こしている可能性が示唆された。しかしながらE11.5の野生型PGCとHP1γ変異PGCとのマイクロアレイ解析では,他の細胞周期制御遺伝子の発現に有意な違いは見られなかった。以上の結果をまとめて論文を投稿したところ,いくつかの追加実験を求められた。特にPGCの数の減少が最初に認められるE7.25のHP1γ変異PGCでもBrdUの取込みが低下していること,PGCのin vitro培養系でもHP1γ変異PGCの増殖が低下していることを明らかにして再投稿を行った。(2)ヒストン脱メチル化酵素の欠損マウスの作製ヒストンのメチル化はエピジェネティックな制御の中心的な役割を果たしているが,脱メチル化酵素はまだ不明な点が多い。二つの脱メチル化酵素遺伝子についていわゆるfloxマウスを作製し,TNAPCreマウスと交配することにより,生殖細胞特異的に欠損したマウスを作製している。これらの生殖細胞の解析は,次の2年間の本特定領域の研究テーマとして解析を進める予定である。<br />研究課題/領域番号:21028007, 研究期間(年度):2009 – 2010
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小出, 寛 ; Koide, Hiroshi
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />本年度は、LRH1による下流分子の発現制御機構に関する解析を進めるとともに、LRH1が他の転写因子とネットワークを形成している可能性を見い出した。LRH1による細胞周期関連分子Cdk2およびサイクリン
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Eの発現制御機構に関しては、Cdk2およびサイクリンEの発現制御領域と思われる領域を単離し、Luciferaseをレポーター遺伝子として用いた実験を行った。その結果、発現制御領域にはLRH1の結合配列が見い出されず、これらの分子がLRH-1によって直接制御されているわけではないことが示唆された。これとは別に、LRH1が転写制御因子Dax1の発現を正に制御していることも見出した。興味深いことに、ある種の細胞においてはDax1はLRH1の負の制御因子として働くことが報告されている。これらのことから、ES細胞においてLRH1とDax1が互いに制御ループを形成している可能性が考えられた。さらにDax1が自己複製に必須な転写因子であるOct3/4に結合して、そのDNA結合能を阻害することを見い出した。一方で、Oct3/4はDax1の発現制御領域に直接結合し、その発現を正に制御していることも明らかにした。これらのことからES細胞においてDax1とOct3/4も互いに制御ループを形成していると思われる。以上の知見を総合すると、ES細胞において増殖を制御しているLRH1が、自己複製を制御しているOct3/4と、Dax1を介したクロストークを行っている可能性が考えられた。<br />研究課題/領域番号:20058011, 研究期間(年度):2008 – 2009
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佐藤, 純 ; Sato, Makoto
概要:
金沢大学 フロンティアサイエンス機構<br />ショウジョウバエ視覚中枢のメダラ神経節はほ乳類の脳において見られる様々な特徴を持ちつつ、ハエの高度な遺伝学的ツールを用いることができる優れたモデル系である。発生過程においてメダラ前駆体は4種の
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転写因子の発現によって同心円状に区画化されるが、4種の転写因子のうちDrifter (Drf)およびHomothorax (Hth)についてはその発現を正確に再現するGa14系統を作製し、これを用いてGFPを発現させ、それぞれの発現によって規定される神経細胞の形態・移動パターンを調べた。その結果、DrfおよびHthを発現するメダラ神経細胞はそれぞれ全く異なるタイプの神経細胞を構成し、神経細胞のタイプごとに異なる細胞移動パターンを示すことが分かった。また4種の転写因子のうちBshはHth陽性神経細胞の一部で発現し、Mi1と呼ばれる単一の神経細胞種を規定すること、Mi1は幼虫期には脳の内側に位置するが、蛹期の細胞移動によって脳の最も外側の領域に向かって規則正しく移動することがわかった。drf変異体ではDrf陽性神経細胞のタイプは基本的には維持されるが、一部の樹状突起のパターン、軸索の投射先に異常が生じる。hth変異体ではもともとのHth陽性神経細胞とは全く異なるタイプの神経細胞が生じ、Bshの発現も失われることがわかった。さらに、Hthは細胞接着因子NCadherinの発現を誘導し、これがHth陽性神経細胞の正確な投射制御において重要であることが示唆された。HthはBshおよびNCadherinの発現を介してMi1の投射パターンを制御していると考えられる。<br />研究課題/領域番号:20021006, 研究期間(年度):2008 – 2009
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村上, 清史 ; Murakami, Seishi
概要:
金沢大学がん進展制御研究所<br />B型肝炎ウイルスX蛋白(HB_x)の生物の機能を解明するため、HB_xが活性化型H-Ras導入による不死化ヒト初代細胞のoncogene-induced senescence (OIS)に拮抗して細胞を
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形質転換する能力の解析(村上、中本)と、HB_xに拮抗する宿主因子RMPの生物的機能をfly系で解析(小泉)を進めると共に、レトロウイルス挿入ライブラリーによるマウスのがん化の標的部位の探索(鈴木)を行った。得られた主な結果は、1)不死化ヒト正常線維芽(BJ)細胞系でのHB_xのOIS克服能は、HB_xがp53経路とpRb経路を抑制する結果と示唆された。HB_x形質転換促進能には、aa74-94とaa111-131の2配列が必須であり、aal-49が付加的な役割を示した。ジーンチップ解析では、HB_xと活性型Rasが共発現した不死化BJ細胞で、不死化BJ細胞に比較し、アポトーシス関連因子やMAPキナーゼシグナル伝達経路など細胞周期と細胞増殖に関与する因子と、SPCなど癌遺伝子関連因子の発現亢進が認められた。2)hTERT導入不死化ヒト初代肝細胞株(TTNT-16)を用いた解析でも、HB_xは活性化型H-RasによるOISを克服能を示し、細胞の形質転換を促進した。3)ショウジョウバエでfRMPとRPB5との関係を解明するため、RPB5 RNAiトランスジェニック(15系統)を作成した。GAL4誘導下でfRMPとRPB5 RNAiが眼成虫原基全体で発現する系で、fRMPとRPB5トランスジェニックRNAiの両方で、通常より小さなサイズの複眼形成が観察され、BrdU標識実験で視神経産生幹細胞の減少が観察された。しかし視神経分化には顕著な異常が観察されなかった。両遺伝子のRNAiが類似の表現型を示す結果は、両者の機能的な相関を示唆した。分化後の視神経でGMR GAL4による両者のRNAi誘導は、共に複眼形成に顕著な異常を惹起しなかった。fRMPとRPB5の発現が、神経幹細胞増殖時に重要な役割を果たすが、神経分化時には必ずしも重要ではないことを示唆するこれらの結果は、RNA polymerases量の減少或いは未集合RPB5の持つ未知機能によるものと推定される。<br />研究課題/領域番号:18012018, 研究期間(年度):2006 – 2007<br />出典：「B型肝炎ウイルスX蛋白の転写修飾機能と細胞形質転換能促進」研究成果報告書 課題番号18012018（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-18012018/)を加工して作成
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高倉, 伸幸 ; Takakura, Nobuyuki
概要:
大阪大学 / 金沢大学がん進展制御研究所<br />がんの組織に生じる新しい血管の形成は、がん細胞への養分や酸素の供給の導線となり、この血管形成が生じる分子機構を解明することで、その制御により新しいがん治療の開発をめざして研究を遂行した。そ
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の結果、がん組織の中の最も悪性度の高いがん幹細胞は腫瘍周囲の血管新生抑制剤に抵抗性を示す成熟血管近傍に存在し、この血管の成熟化に、造血幹細胞の血管壁細胞への分化転換、および血管内皮細胞に発現するTie2受容体、APJ受容体の活性化が関わることが判明した。<br />As newly developed blood vessels in tumor environment supply oxygen and nutrient to cancer cells resulted in growth of tumor, we analyzed the molecular mechanisms of blood vessel formation in cancer to develop a good strategy for inhibition of tumor angiogenesis. We found that cancer stem cells locate near the mature blood vessels in the tumor edge that show resistance against angiogenesis inhibitors. Moreover, we found that maturation of blood vessels in tumor is caused by the transdifferentiation of hematopoietic stem cells into mural cells which support stability of blood vessels and associates with activation of receptors, Tie2 and APJ expressed on endothelial cells.<br />研究課題/領域番号:17014033, 研究期間(年度):2005 – 2009
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柴田, 進和 ; Shibata, Sinwa
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />1.Tsix遺伝子ジーントラップES細胞を用いたXist遺伝子領域のクロマチン修飾解析:平成16年度には未分化状態特異的なアンチセンス遺伝子の転写がヒストン蛋白質の修飾変化を引き起こしセンス・パートナ
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ー遺伝子の制御を行っている可能性について検討し、Tsix遺伝子トラップ細胞Xist遺伝子領域のhistone H3 lysine 27残基(H3K27)のトリメチル化が顕著に増加していることを示した。平成17年度には分化誘導時のH3K27トリメチル修飾変化を検討し、Xist遺伝子座の同修飾は分化が進むとともに減少するとの結果が得られた。さらにオスTsixトラップES細胞でもメスES細胞の場合と同様にH3K27トリメチル化亢進を確認した。トリメチルH3K27とXist RNAのImmuno-FISH解析から、Tsixトラップ細胞でのH3K27トリメチル化修飾は、不活化X染色体でのXist RNA依存性H3K27メチル化とは異なる作用機序によって起きることが示唆された。以上の結果から未分化細胞特異的にH3K27のトリメチル化修飾を引き起こす活性が存在し、この活性はアンチセンス遺伝子転写によって抑制を受けることが明らかになった。細胞内で多数認められるアンチセンス遺伝子の役割や作用機序については今まで解析が進んでいなかったが、我々の結果はアンチセンス遺伝子がクロマチン構造制御により他の遺伝子発現を制御している可能性を示唆している(投稿準備中)。2.ntES細胞でのX染色体不活性化の検討:ntES細胞のゲノム初期化について検討するために、胚様体から作成したntES細胞株と親株のES細胞との間でX染色体不活性化のについて調べた。未分化状態ではXist遺伝子座クロマチン修飾の顕著な違いは認められず、分化初期X染色体でのXist RNA、トリメチルH3K27分布についても大きな差は見られなかった。<br />研究課題/領域番号:16045205, 研究期間(年度):2004-2005<br />出典：「アンチセンス転写によるXist遺伝子エピジェネティックス制御メカニズムの研究」研究成果報告書 課題番号16045205（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-16045205/)を加工して作成
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善岡, 克次 ; Yoshioka, Katsuji
概要:
金沢大学がん進展制御研究所<br />哺乳類MAPキナーゼ(MAPK)経路の足場タンパク質は、シグナル伝達の特異性維持およびMAPKの時空間的制御に関わる因子と考えられているが、詳細については不明な点が多い。本研究課題では、我々のグループが
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同定した足場タンパク質JSAP1、およびそのファミリーメンバーJSAP2を中心に、細胞レベル・個体レベルでの解析を行った。先ず、in vitro分化系を用いたjsap1欠損マウス胚性幹細胞の解析を行い、JSAP1は心筋発生および神経発生において重要な役割を担っていることを明らかにした(JBC, 2002; BBRC, 2005)。また、JSAP1-JNKシグナル伝達系はFAK (focal adhesion kinase)と協調的に働き、細胞移動の制御に関わることを見いだした(Oncogene, 2002; JBC, 2005)。足場タンパク質JSAP1は細胞間相互作用にも関与しており、PC12h細胞では細胞接着分子N-カドヘリンを介して制御していることを見いだした(BBRC, 2007)。免疫組織化学法とin situハイブリダイゼーション法を用いて胎仔および成体マウス脳を詳細に調べ、発達過程および成体脳におけるJSAP1-JNKシグナル伝達系の重要性を強く示唆する結果を得た(JNC, 2006)。さらに、jsap1ノックアウトマウス(KO)および小脳初代培養系を用いた解析を行い、JSAP1-JNKシグナル伝達系は小脳顆粒前駆細胞の増殖プログラムを分化プログラムに変更する役割を担っていることを見いだした。一方、jsap2 KOマウスを作製・解析し、JSAP2が発生過程において重要な役割を担っていることを明らかにした。これらの成果は、難治疾病の病因解明や治療にも繋がると期待されるものである。特に、主に小児の小脳に発生する髄芽腫は、小脳顆粒前駆細胞の異常増殖に起因すると考えられているが、その異常増殖はJSAP1-JNKシグナル伝達系の破綻によることが強く示唆された。このように、本研究成果は、悪性腫瘍などの発症機序に関する分子レベルでの理解に貢献するとともに、JSAP1-JNKシグナル伝達系を標的とした薬剤開発にも応用されるであろう。<br />Scaffold proteins of the mammalian MAP kinase (MAPK) cascades are considered having critical roles in spatio-temporal regulation of MAPK pathways by organizing their signaling components into functional modules. We are particularly interested in the functions of these scaffold proteins, mainly c-Jun NH_2-terminal kinase (JNK)/stress-activated protein kinase-associated protein 1 (JSAP1); a scaffold protein that participates in JNK MAPK cascades, both in vitro and in vivo. Our findings are summarized as follows :1) We first investigated the JSAP1-null ES cells. We found that the cardiomyogenesis and neurogenesis process in JSAP1-null mutants were seriously impaired, which strongly indicated that JSAP1 plays an important role in cardiomyocyte and neural development (JBC, 2002 ; BBRC, 2005).2) We also demonstrated that JSAP1 regulates cell movement in cooperation with the focal adhesion kinase (Oncogene, 2002 ; JBC 2005).3) We further showed that JSAP1 scaffold regulates cell-cell interact ions in PC12h cells specifically in the NGF-induced signaling pathway, and does so by modulating N-cadherin (BBRC, 2007) through the knock down experiments in PC12h cells.4) We also studied JSAP1 and JNK expression in mouse brains. Our results obtained by in situ hybridization and immunohistochemical analyses strongly suggested that JSAP1-JNK signaling plays important roles in developing and adult mouse brains (JNC, 2006).5) During the development of the cerebellum, massive clonal expansion of granule cell precursors (GCPs) occurs in the outer part of the external granular layer (EGL). We have provided evidence that JSAP1 and active JNK were expressed preferentially in the post-mitotic inner EGL progenitors in the developing cerebellum. Moreover, jsapl deficiency resulted in increasing numbers of proliferating GCPs in mouse embryos. Besides, overexpression of JSAP1 in cultured GCPs led to increased numbers of NeuN-positive cells together with the activation of JNK. Together, these data strongly indicated that JSAP1 promotes the cell-cycle exit and differentiation of GCPs by modulating JNK activity in cerebellar development (in preparation).<br />研究課題/領域番号:14086205, 研究期間(年度):2002 – 2006<br />出典：「哺乳動物のストレス応答MAPキナーゼ経路における足場タンパク質の解析」研究成果報告書 課題番号14086205（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-14086205/140862052006kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
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佐藤, 純 ; Sato, Makoto
概要:
ショウジョウバエ視覚中枢のメダラ神経節の発生過程を制御する分子機構を解析し、転写因子Drfの発現によって規定される神経細胞は約60種存在するメダラ神経細胞のうち9種の神経細胞を構成すること、高次の神経節であるロビュラの第1層および第4層特異
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的に投射すること、ロビュラに至る投射は幼虫期においてすでに見られることがわかった。また、神経細胞の種類と細胞体の位置には強い相関があることがわかった。<br />研究課題/領域番号:19700316, 研究期間(年度):2007-2008<br />出典：「ショウジョウバエ視覚中枢を用いた脳の層構造形成機構の解明」研究成果報告書 課題番号19700316（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-19700316/19700316seika/)を加工して作成
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論文
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山下, 太郎
概要:
近年肝癌組織においても幹細胞様の性格を有する肝癌幹細胞の存在が明らかになり、癌治療の重要なターゲットと考えられている。本研究では、正常胎児肝において肝芽細胞を肝細胞へと分化誘導するサイトカインとして知られるOncostatin M(OSM)
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が肝がん幹細胞の分化誘導に応用可能であることを同定した。OSMは肝癌幹細胞の抗癌剤抵抗性を改善することから、癌治療における有力な標的分子であると考えられた。<br />Recent evidence suggests that tumor cells possess stem cell features (cancer stem cells) to self-renew and give rise to relatively differentiated cells through asymmetric division, thereby forming heterogeneous populations. Cancer stem cells are considered to be resistant to chemotherapy and radiotherapy, which might be associated with the recurrence of the tumor after treatment. Oncostatin M (OSM) is a pleiotropic cytokine known to activate the hepatocytic differentiation program in hepatoblasts in an OSMR-specific manner. We identified that OSMR is expressed in a subset of liver cancer stem cells and OSM induces hepatocytic differentiation of these cells. OSM-mediated hepatocytic differentiation effectively suppressed HCC growth when combined with conventional chemotherapy, suggesting the utility of OSM for the treatment of liver cancer stem cells.<br />研究課題/領域番号:20599005, 研究期間(年度):2008–2010
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論文 |
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岩見, 雅史 ; Iwami, Masafumi
概要:
金沢大学理工研究域生命理工学系<br />昆虫の後胚発生において、脱皮は体サイズの成長に重要な現象である。この脱皮のタイミングは前胸腺で合成・分泌されるエクジソンによって制御され，さらにエクジソンの合成は脳のPTTH(前胸腺刺激ホルモン)細
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胞によって制御されている。本研究ではPTTH細胞の神経活動をカルシウムイメージングによって詳細に調べ，発生時における生理学的機能を明らかにした。またPTTH細胞の神経活動の人為的操作法やRNA-Seq解析法を確立した。さらに，PTTH遺伝子ノックアウト系統を作出し，発生におけるPTTHの重要性を解析した。<br />In the postembryonic development of insects, ecdysis is an important event for the animals to increase their body size. Timing of ecdysis is thus tightly controlled by the molting hormone ecdysone synthesized in the prothoracic glands, whose activity is regulated by prothoracicotropic hormone (PTTH) neurons in the brain. In the present study, we investigated neural activity pattern of PTTH neurons during development by G-GaCMP6f-mediated Ca imaging and revealed their physiological function. We also established silkmoth strains that can artificially manipulate level of neural activity by chemogenetic or optogenetic approaches. Furthermore, we established a PTTH-gene-knockout line and analyzed importance of PTTH on insect development.<br />研究課題/領域番号:15K14895, 研究期間(年度):2015-04-01 - 2018-03-31
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論文
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岩見, 雅史 ; Iwami, masafumi
概要:
金沢大学理工研究域生命理工学系<br />カイコガをモデルに，(1) 昆虫変態に関わるインスリン様ホルモン（ボンビキシン）について，ゲノム情報を基に，新規遺伝子の同定を含め全貌を解明した。(2) インスリン機能に関連して，発生に伴うエネルギ
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ー源としての糖に着目し体内濃度の変化を解析した。結果，発生過程での糖利用酵素の活性調節が幼虫期ではエクジソンによる制御機構下にあることを示した。(3) 脳中枢神経回路での情報処理および制御機構解明のため，性フェロモンに対する性行動をモデルに，神経活動依存的遺伝子を用いて神経回路可視化可能系統の作出を試みた。結果，性フェロモンに応答してGFPシグナルが観察され，神経回路の可視化可能系統が確立できた。<br />Insect brain plays central role during the development by orchestrating hormone production and processing information of internal and external factors. An insulin family peptide, bombyxin, is one of the hormones regulating growth, metabolism, and reproduction, but its function still remains obscure. (1) We analyzed the full silkmoth genome and identified five novel bombyxin families with their genomic organization and chromosomal location. (2) We indicated that the dietary carbohydrates hydrolyzing activity remained high throughout the last larval period and decreased to negligible levels until the pupal period and that the activity is developmentally regulated by ecdysone.To elucidate the brain function at the neural circuit level, we intended to visualize neural circuit underlying sex pheromone-induced innate behavior. (3) We established strains in which we could visualize neural projections and cell nucleus positions that were reliably labeled with GFP after pheromone stimulation.<br />研究課題/領域番号:22380034, 研究期間(年度):2010-04-01 - 2015-03-31
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岩見, 雅史 ; Iwami, masafumi
概要:
カイコガの変態時における脳の変態制御の中枢としての機能を探るために,発生過程での使用される遺伝子の網羅的解析を試みた。サブトラクションライブラリーから,エクジソン応答遺伝子を10遺伝子単離し,前胸腺刺激ホルモン産生細胞でのみ発現することを示
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した。マイクロアレイを用いた網羅的解析では,前終齢特異的発現を示す3遺伝子(ADAMTS様タンパク質,チトクロームP450,Kruppel様タンパク質をコード),終齢脳特異的発現を示す遺伝子(クチクラ様タンパク質をコード)を同定した。<br />研究課題/領域番号:18380040, 研究期間(年度):2006-2009
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後藤, 典子 ; Goto, Noriko
概要:
増殖因子が幹細胞を制御する分子機構や、増殖因子を介して各組織や臓器が発生する分子機構の解明を、新規バイオインフォマティクスを用いて目指した。研究代表者がこれまでに作製した増殖因子FGFの細胞内司令塔分子FRS2alphaの変異マウスの解析か
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ら、神経幹細胞の自己複製能の鍵分子Hes1、心臓の発生パスウエイの鍵としてFRS2alpha-Shp2-Tbx2が明らかになった。さらに、乳腺幹細胞並びに乳癌幹細胞の自己複製能の鍵分子、NFkBが明らかになった。<br />We aimed to clarify molecular mechanisms how growth factors regulate self-renewing activity of tissue type specific stem cells by using novel bioinfomatics. As a result, we identified Hes1 as a key molecular target of self-renewal of neural stem cells and FRS2alpha-Shp2-Tbx2 pathway as a key pathway for development of cardiac progenitor cells. Moreover, we identified NFkB as a key molecular target for self-renewing mammalian stem cells as well as breast cancer stem cells.
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論文
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北浦, 孝 ; Kitaura, Takashi
概要:
ドーピング規制薬物のβ_2アゴニストのクレンブテロールは筋肥大と速筋化を誘導することが知られている。トレーニングによる筋の効果的適応を誘導するためにこの作用機序の解明は重要である。そこでこの薬物によるラット骨格筋の速筋(長指伸筋:EDL)と
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遅筋(ヒラメ筋:SOL)における変化と部位特異性を分子生物学的手法で検討し、β_2-adrenoceptor(受容体)のmRNA発現の減少をSOLにおいて認めた。また核内調節因子で筋分化のマスター遺伝子であるMyoDのmRNAの顕著な増加を遅筋(ヒラメ筋)で認め、さらに筋肥大において筋芽細胞から筋管細胞への最終分化に働くmyogeninのmRNA発現量が両タイプの筋肉で増加するのを認めた。これはこの薬物によるMyoDの形成促進のみならず筋細胞の分化促進も筋肥大に深く関与していることを示唆した。またトレーニングによる骨格筋肥大の重要因子であるIGF-1とMGFは、この薬物ではどちらの筋肉でも増加はなかった。これはトレーニングでは薬物よりも緩やかな適応が他のホルモンなどによって制御されている事を示唆するものである。また骨格筋形成のnegative regulatorのMyostatinのmRNA発現は、両筋ともに有意な変化はなかった。衛星細胞膜上のNotch1受容体はmyoblastの増殖をもたらし、細胞増殖に関連するシグナルを伝達し、衛星細胞は筋細胞膜上のDelta1 (Notchのリガンド)から増殖のシグナルを受け、筋への核の提供を行い筋肥大に寄与する。そこでNotch Signalingへの影響を調べるため、Notch1、そのリガンドで筋分化過程に関与するJagged1とDelta-like1、Notchの細胞内ドメインNICD (Notch Intracellular Cytoplasmic Domain)の核移行を制御するNumbのmRNA発現量について検討を行った。その結果、Notch1のmRNA発現にこの薬物は影響しないことが示唆された。またNotch1とそのリガンドのJagged1、Delta-like1、Notchの細胞内ドメインの核への移行を制御するNumbへの影響では、Notch1、Jagged1のmRNA発現はSOL、EDLともに変化がなかったが、Delta-like1、NumbのmRNA発現はEDLにおいて有意な増加が認められEDLでの筋肥大に関与していることが示唆された。しかし、これらのマーカーはガン細胞の増殖時にも増加することから、薬物による急激な筋肥大刺激には十分な注意と詳細な検討が必要であることが示された。<br />Clenbuterol is one of the beta-2 adrenergic receptor agonists with powerful muscle anabolic effects and is prohibited to use as doping drug for athletes. Recently it is well documented that the muscle hypertrophy is associated with an increase in satellite cell number, a proportionate increase in myonuclear number. And it is established that Notch1 becomes activated in satellite cells as they progress from a state of quiescence to one of active proliferation as myogenic precursor cells. However, we already reported that the Notch 1 mRNA showed no changes in both SOL and EDL. Furthermore, the effect of clenbuterol on the Numb, a plasma membrane-associated cytoplasmic protein, regulating differentiation of satellite cells is still not clear. In this study, we tried to examine the hypertrophic effects of clenbuterol on the Numb regulating system of both fast-and slow-twitch muscles. It is said that clenbuterol increased the MyoD as the myogenic master regulator and might induce the muscle hypertrophy and the transformation from slow-to fast-twitch muscle.The muscle wet weights increased in both SOL and EDL muscles with clenbuterol. The myogenin mRNA showed the increase in both muscles. The MyoD mRNA increased drastically in SOL. They may explained the accumulated fast-twitch fibers with fiber type transition from slow-to-fast and may explain the muscle hypertrophy in SOL, but not in EDL. However, the IGF-1, MGF, Myostatin, and Notch1 mRNA showed no changes in both SOL and EDL. The Delta-like1 mRNA showed no changes in SOL (CLEB: 100.7±20.3%, Control: 100.0±9.5 %), but significantly increased in EDL (CLEB: 167.3±28.0%, Control: 100.0±25.0 %; P<0.01). The Numb mRNA also showed no changes in SOL (CLEB: 104.1±19.9%, Control: 100.0±10.3 %), but significantly increased in EDL (CLEB: 131.0±20.0%, Control: 100.0± 21.5 %; P<0.05%). The increased Numb in EDL may explain the muscle hypertrophy according to progressed differentiation of myoblast. These results suggested that the hypertrophic effects of drugs should be explained in either myofibers or satellite cells, respectively. But these markers like Notch and Numb are known as the markers of progressive cancer. Therefore, we have to examine the relationship with Notch-signaling system and carcinogenic process by doping drugs.<br />研究課題/領域番号:17500421, 研究期間(年度):2005-2006<br />出典：「ドーピング規制薬物を利用したトレーニング適応の分子機構の解析」研究成果報告書 課題番号17500421 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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村上, 清史 ; Murakami, Seishi
概要:
テロメラーゼは抗がん剤研究の有力な標的である。本年度、FLAG標識hTERT発現HeLa細胞のヒトテロメラーゼ複合体とhTERTと相互作用するヌクレオリンの生物的機能の解析(村上)、hTERT発現による不死化ヒト初代細胞系の解析(本多)、更
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に細胞の増殖・分化などに重要な役割を担う受容体型チロシンキナーゼの解析(善岡)を行った。得られた主な結果は、1)HeLa細胞にFLAG-hTERTを導入して得られた活性型組み換え型テロメラーゼは、昆虫細胞系2成分発現ヒトテロメラーゼ複合体と類似して、分子篩法で2種類の複合体(IとII)に分画された。Hsp90を含まず、Hsp90阻害剤に耐性の複合体Iと、Hsp90を含む後者の複合体IIは、Hsp90阻害剤に感受性を示し内在性及びFLAG標識hTERTは共に不安定であった。また内因性hTERTとFLAG-hTERTの大半は複合体Iに分布した。ヌクレオリンが複合体Iに含まれ、複合体IIには殆ど含まれない。これらの結果は、細胞内で異なる2種類の活性型テロメラーゼ複合体が存在し、テロメラーゼの異なる局在或いは活性型テロメラーゼの異なる機能を示唆した。2)hTERT発現レトロウイルスベクターをヒト正常線維芽(BJ)細胞に感染させ、hTERT発現細胞が不死化した細胞株を樹立した。ジーンチップ解析では、hTERT導入不死化BJ細胞ではBJ細胞に比較し、細胞増殖、細胞周期に関与する因子の発現亢進が認められた。3)hTERTと特異的に相互作用するヌクレオリンは、C型肝炎ウイルス(HCV)複製に必須であることが、ヌクレオリン結合性を消失したHCV NS5B変異を持つHCVサブレプリコン系ではHCV複製が全く起きないことと、RNAi法でヌクレオリン発現が低下した細胞では、HCV複製が大きく低下する結果により示された。<br />Since telomerase activity is barely detectable in primary cells but clearly detected in cancerous cells, telomerase has been considered to be a strong candidate of the targets to cancer treatment In the fiscal year, we concentrated in several experiments including purification and characterization of recombinant human telomerase complex, and biological function of the specific interaction of nucleolin and hTERT recovered from a HeLa cell line stably expressing FLAG-hTERT (Murakami), analyses of human primary cells immortalized by hTERT (Honda), and the tyrosine kinases of receptor type which play critical odes in cell proliferation and differentiation (Yoshioka). The followings are the main conclusions of the experiments.1) The partially purified active telomerase complexes comprise two different complexities, complex I (around 680 kDa), and complex II (around 400 kDa), that are quite alike to those that can be recovered firm the insect cells co-expressing FLAG-hTERT and hTERC. The com plex I does not contain Hsp90 and is resistant to Hsp90 inhibitors, whereas complex II contains Hsp90 and is sensitive to Hsp90 inhibitors. Human TEAT in the complex II is rather unstable during incubation in vim and in ring. Such unstable property was not observed with the complex I. Since MG132, a specific proteasome inhibitor, but not MG133, a negative control, stabilized hTERT in the complex Z strongly suggesting that hTERT in the complex If is under degradation pathway under the control of proteasome. The two different complexities of human telomerase seem to imply two different entities of active telomerase in different subcellular localization or its different functions. 2) We have established a cell line of the human primary fibroblasts(BJ cells) stably expressing hTERT, and we compared expression profiles of RI cells and the KJ cells immortalized by MERE Some genes involving in cell cycle progression and cell proliferation were evidently expressed higher in the immortalized 131-hTERT than these in in the primary cells. 3) Nucleolin, one of the specific interacting partners of hTERT can bind to Hepatitis C Virus (HCV) NS5B, RNA-dependent RNA replication of HCV. We evaluated the role of the specific interaction of nucleolin and NS5B in HCV replication. The HCV subreplicon system has been applied for the address We found that the HCV subreplicons harboring alanine substitution mutations or mutation at the residue(s) either one of two critical sequences within NS5B both of which are necessary for the nucleolin-binding could not replicate at all in a transient HCV replication system in HepG2 ml/s., although the wild replicon could support efficient HCV. By introducing transiently RNAi of nucleolin, that down regulated expression of nucleolin by half to one third, reduced HCV evidently reduced HCV replication using the HCV subreplicon system. Taken together, the specific interaction of nucleolin and NS5B is critical for HCV replication.<br />研究課題/領域番号:17390091, 研究期間(年度):2005-2007<br />出典：「テロメラーゼの細胞内局在と活性制御」研究成果報告書 課題番号17390091 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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後藤, 典子 ; Gotoh, Noriko
概要:
金沢大学がん進展制御研究所<br />増殖因子による幹細胞ならびに癌幹細胞の制御を調べるために、その細胞内シグナル伝達を担うFRS2ファミリー分子、FRS2alphaとFRS2betaのノックアウトマウスならびに変異マウスを作出し、解析を行
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った。その結果、FRS2alphaは、主にFGFシグナルの欠損により、視神経の網膜への投射、内耳の形成ならびに神経の痛み刺激に関わる神経の発達に重要であることがわかった。一方、FRS2betaは、乳癌幹細胞の維持に重要であった。<br />In order to examine the molecular mechanisms how growth factor signaling play roles for maintenance of tissue specific stem cells and cancer stem cells, we made mutant mice of FRS2alpha or FRS2beta, mediators for intracellular signaling through FGF or EGF, respectively. We found that FRS2alpha plays important roles for axon path finding of optic nerves, development of inner ears and sensory neurons. On the other hand, FRS2beta plays important roles for maintenance of breast cancer stem cells.<br />研究課題/領域番号:23390062, 研究期間(年度):2011-04-01 – 2014-03-31
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石村, 昭彦 ; Ishimura, Akihiko
概要:
金沢大学がん進展制御研究所<br />Jumonji C (JmjC）ファミリーに属するJmjd5は、ウイルス感染発がんモデルマウスを用いたスクリーニングによってがん関連遺伝子候補として同定された。これまで私たちは、Jmjd5欠損マウスを用
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いて細胞増殖抑制因子Cdkn1aの発現を制御することを報告した。本研究では、より詳細な実験の結果、主要ながん抑制遺伝子p53と直接結合することでp53蛋白質の標的遺伝子座へのリクルートを負に制御することを発見した。マウス胚発生においてp53の発現は翻訳レベルで厳密に抑えられていることが知られている。Jmjd5は発生期のp53シグナル抑制機構の一端を担う、新しい遺伝子である可能性が強く示唆された。<br />We previously identified Jmjd5 as a candidate cancer-related gene by retroviral mutagenesis. Jmjd5 belongs to Jumonji C (JmjC) family, some of which encode histone demethylase. Our genetic studies using Jmjd5 deficient mice showed that Jmjd5 was a regulator for Cdkn1a expression during mouse embryogenesis. In this study, we found that a subset of p53-regulated genes highly expressed in Jmjd5 knockout embryos. We also showed that Jmjd5 protein could directly associate with p53 protein, one of the most famous tumor suppressor genes, and inhibited the recruitment of endogenous p53 protein at several p53 target loci such as Cdkn1a. Pmaip1 and Mdm2. In general, aberrant activation of p53 signaling leads to embryonic lethality, suggesting that maintaining a fine balance of p53 translational level is important for normal development. Thus, Jmjd5 may keep basal level of p53 signaling in embryonic cells through the control of p53 recruitment at its target genes.<br />研究課題/領域番号:25460266, 研究期間(年度):2013-04-01 – 2016-03-31
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石村, 昭彦 ; Ishimura, Akihiko
概要:
金沢大学がん進展制御研究所<br />ウイルス感染モデルマウスを用いたスクリーニングによって、JmjCファミリーに属する遺伝子の約半数が癌の原因遺伝子候補として発見された。そのうちの1つJmjd5に関して、遺伝子改変マウス(Jmjd5^囗^
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)の表現型解析を行った結果、Jmjd5はp21遺伝子発現のエピジェネティックな制御因子の1つとして胚細胞の増殖に必須な遺伝子である事を2012年、Development誌で報告した。<br />Our retroviral insertional mutagenesis in mice showed frequent identification of JmjC family genes as novel candidates cancer-related genes. Jmjd5, one of the family genes, was also a target for the retrovirus, and we generated Jmjd5-deficientmice (Jmjd5△囗△) to investigate the physiological role of Jmjd5. We showed that Jmjd5 was involved in embryonic cell proliferation by fine-tuning the expression of p21 (Ishimura et al., Development 2012).<br />研究課題/領域番号:23790220, 研究期間(年度):2011-2012
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石村, 昭彦 ; Ishimura, Akihiko
概要:
本研究では、レトロウイルス挿入変異法によって同定された新規がん関連遺伝子候補、Jmjd5(ヒストン脱メチル化酵素をコード)について変異マウスを作製し、個体レベルでの生理機能・がん発症との関わりを調べ、発生過程に必須な因子の1つであることが証
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明された。つまりJmjd5はCdkn1a(p21)の発現量を負に制御することで胚細胞の正常な増殖に貢献することが明らかとなった。<br />In order to identify novel cancer-related genes, we have performed the retroviral insertional mutagenesis in mice, resulting in identification of Jmjd5, a histone demethylase. In this study, we have generated Jmjd5-deficient mice to investigate in vivo role of Jmjd5. Our results showed that Jmjd5 was involved in embryonic cell proliferation and that Cdkn1a might be one of Jmjd5 targets.<br />研究課題/領域番号:21790178, 研究期間(年度):2009-2010
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善岡, 克次 ; Yoshioka, Katsuji
概要:
発達期小脳の免疫組織染色を行い、JSAP1および活性型JNKは増殖を停止し顆粒前駆細胞で強く共発現していることを見出した。また、小脳顆粒前駆細胞の分化過程における足場タンパク質JSAP1の細胞膜移行とその役割を明らかにした。本研究成果は、哺
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乳類JNK経路の空間的制御に足場タンパク質JSAP1が関与することを示した最初の知見である。さらに、小脳初代培養系を用いた解析を行い、JSAP1-JNKシグナル伝達系は小脳顆粒前駆細胞のプログラムを増殖型から分化型に変換する役割を担っていることを見出した。<br />We performed immunohistochemical analysis and found that JSAP1, a scaffold protein for JNK signaling pathways, is expressed predominantly in the post-mitotic granule cell precursors (GCPs) of the inner external granular layer. We also showed that when stimulated by FGF receptor, JSAP1 translocates to the plasma membrane, where it recruits JNK and facilitates the activation of JNK, leading to the differentiation of cerebellar GCPs. Furthermore, we found that JSAP1-JNK signaling promotes the cell cycle exit and differentiation of cerebellar GCPs.
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善岡, 克次 ; Yoshioka, Katsuji
概要:
哺乳類MAPキナーゼ(MAPK)経路の足場タンパク質は、シグナル伝達の特異性維持を規定する因子であり、MAPKの時空間的制御にも関わると考えられている。しかし、詳細については不明な点が多い。我々は、自らのグループが同定した足場タンパク質JS
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AP1を中心に解析を行った。研究成果は以下の通りである。1.Jsap1ノックアウト(KO)マウスは、生直後、呼吸不全のために死亡することが知られている。しかし、その分子メカニズムについては不明な点が多い。Jsap1コンディショナルKOマウスを用いた解析により、Jsap1 KOマウスの死亡は神経系の異常に起因することが強く示唆された(Neurosci. Lett. 2007)。2.PC12細胞をモデル系とした解析を行い、足場タンパク質JSAP1はN-カドヘリンを介した細胞間相互作用の制御に関与していることを見出した(Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007)。3.発達過程および成体マウスにおけるJSAP1の発現を詳細に検討し、JNK MAPKとJSAP1 mRNAは胎仔および成体マウスにおける発現パターンが極めて類似していることを見出した。またJSAP1タンパク質は、胎仔では未分化神経細胞、および小脳の外顆粒層で特に強く発現しており、成体マウス脳では、様々なニューロンやバーグマングリアで発現しているが、中でも小脳プルキンエ細胞で高発現していることを見出した(J.Neurochem. 2006)。4.免疫組織化学法による解析を行い、JSAP1タンパク質は発達期小脳の外顆粒層を形成する顆粒前駆細胞(GCP)、特に増殖を停止したGCPで強く発現していることを見出した。JSAP1-JNK MAPKシグナル伝達系によるGCPの増殖・分化制御機構を明らかにするため、生後4日目のマウスから小脳GCPを精製し、初代培養系を用いて解析した。その結果、JSAP1-JNKシグナル伝達系はGCPの増殖阻害、および分化促進に関わることが強く示唆された(投稿準備中)。<br />Scaffold proteins of the mammalian MAP kinase (MAPK) cascades are thought to function in the spatio-temporal regulation of these pathways by organizing the signaling components into functional modules. We have examined the functions of c-Jun NH,-terminal kinase (JNK)/stress-activated protein kinase-associated protein 1 (JSAP1), a scaffold protein that are involved in INK MAPK cascades. Our findings are summarized as follows:1) We first generated genetically engineered mice carrying a lox-P-flanked (foxed) Jsap 1 gene, and introduced the foxed Jsap 1 deletion mutant specifically into the neural lineage. The Jsap 1 conditional knockout mice showed essentially the same phenotypes as the JSAP1-null mice, suggesting that the neonatal death of Jsap 1-deficient mice is caused by defects in the nervous system (Neurosci. Lett., 2007).2) We showed that JSAP1 scaffold regulates cell-cell interactions in PC12h cells specifically in the NGF-induced signaling pathway, and does so by modulating N-cad herin (Biochem. Biophys. Res. Commun., 2007) through the knock down experiments in PC12h cells.3) We also studied JSAP1 and JNK expression in mouse brains. Our results obtained by in situ hybridization and immunohistochemical analyses strongly suggested that JSAP1-JNK signaling plays important roles in developing and adult mouse brains (J. Neurothem., 2006).4) During the development of the cerebellum, massive clonal expansion of granule cell precursors (GCPs) occurs in the outer part of the external granular layer (EGL). We have provided evidence that JSAP1 and active JNK were expressed preferentially in the post-mitotic inner EGL progenitors in the developing cerebellum. Moreover, Jsap 1 deficiency resulted in increasing numbers of proliferating GCPs in mouse embryos. Besides, overexpression of JSAP1 in cultured GCPs led to increased numbers of NeuN-positive cells together with the activation of JNK. Together, these data strongly indicated that JSAP1 promotes the cell-cycle exit and differentiation of GCPs by modulating JNK activity in cerebellar development (in preparation).<br />研究課題/領域番号:18500238, 研究期間(年度):2006-2007<br />出典：「発達期小脳における足場タンパク質JSAP1の機能解析」研究成果報告書 課題番号18500238 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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西山, 正章 ; Nishiyama, Masaaki
概要:
最近われわれは、クロマチンリモデリング因子CHD8がクロマチン上にリンカーヒストンH1を呼び込むことによってp53機能を抑制することを見出したが、CHD8/ヒストンH1複合体は細胞老化におけるクロマチンリモデリングに重要な役割を果たしている
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ことが予想された。そこでまず正常細胞でCHD8を過剰発現し、細胞老化に及ぼす効果について検討したところ、CHD8の強制発現はp53誘導性の細胞老化を抑制することが明らかとなった。次に発現誘導型CHD8トランスジェニックマウスを作製することによって、CHD8が強力なトランスフォーメーション活性を示すことを明らかにした。また正常老化マウスや老化モデルマウスでは、CHD8/ヒストンH1の発現レベルが著明に低下していることが判明しており、さらに正常細胞でヒストンH1をノックダウンすると細胞老化が誘導され、CHD8ノックアウトマウス由来の細胞も同様に細胞老化を来すことが明らかとなった。つまり、CHD8は抗老化作用をもつことが予想されるだけでなく、がん遺伝子として機能する可能性が高いものと考えられた。<br />We recently have found that a chromatin remodeling factor CHD8 suppresses p53 function by recruiting the linker histone H1 on chromatin, and expected that a CHD8/histone H1 complex may play an important role in chromatin remodeling in cellular senescence. First, we investigated the effect of CHD8 overexpression on cellular senescence in normal cells, and revealed that forced expression of CHD8 inhibits p53-induced cellular senescence. We next generated CHD8-inducible transgenic mice, and revealed that CHD8 has a potent transformating activity. In normal aging or premature aging mice, we found that the expression level of CHD8/histone H1 is markedly decreased. Furthermore, we found that cellular senescence is induced in histone H1-knockdown cells or the cells derived from CHD8-knockout mice. Taken together, it is expected that CHD8 not only has anti-aging effect, but also functions as an oncogene.<br />研究課題/領域番号:22680061, 研究期間(年度):2010-2011
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宝田, 剛志 ; Takarada, Takeshi
概要:
金沢大学理工研究域<br />我々の研究グループでは、以前より骨関節組織を構成する骨芽細胞、破骨細胞および軟骨細胞の分化段階を制御する因子の探索を行っているが、近年中枢神経系において興奮性情報伝達物質として機能するグルタミン酸(Glu)が、
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これらの細胞において情報伝達物質として機能することを世界に先駆けて報告した。我々は、Gluシグナリング機構に関連する因子が骨関節組織においても存在するのではないかとの仮説に基づき、中枢神経系のGlu受容体の一種であるNMDA受容体の機能制御を行うD-Serの軟骨細胞分化に与える影響について解析を始めた。現在までのところ、培養骨芽細胞および軟骨細胞において、D-Ser合成酵素であるSRのmRNAおよびタンパク質の発現を認めており、またラット脛骨の組織切片を用いたin situ hybridization法においても骨芽細胞および軟骨細胞におけるSR mRNAの局在性を確認している。前軟骨細胞株であるATDC5細胞にSRを強制的に安定発現させた結果、軟骨細胞分化の指標であるアルシアンブルーの染色性が有意に抑制され、これが軟骨細胞分化過程において重要な役割を果たすSOX9の細胞内タンパク質の安定性に対して影響を与えることが明らかとなった。これらの結果より、D-Ser合成酵素であるSRが軟骨細胞の分化過程を制御する可能性は充分に高いことが予想され、更なる研究計画の効率的実施により、D-Serの軟骨細胞分化における生理学的役割の解明、およびその機能制御を通じた骨折やリウマチ性疾患の新規治療理論構築が可能であると思われる。<br />研究課題/領域番号:17790057, 研究期間(年度):2005 – 2006<br />出典：「細胞間コミュニケーションにおけるセリン光学異性体に関する研究」研究成果報告書 課題番号17790057（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-17790057/)を加工して作成
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柴田, 進和 ; Shibata, Shinwa
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />1.Tsix遺伝子のジーントラップES細胞を用いたXist遺伝子領域のヒストンメチル化修飾の解析:未分化状態のES細胞などと分化した体細胞とでは染色体DNAやヒストン蛋白質の修飾が異なることが知られて
…
いる。平成16年度には未分化状態特異的なアンチセンス遺伝子の転写が染色体DNAあるいはヒストン蛋白質の修飾変化を引き起こしセンス・パートナー遺伝子の制御を行っている可能性について検討し、Tsix遺伝子トラップ細胞ではXist遺伝子領域のhistone H3 lysine 27残基(H3K27)のトリメチル化修飾が野生型細胞に比較して顕著に増加していることを示した。平成17年度には引き続き分化誘導時のH3K27トリメチル修飾の変化について検討した。その結果、Xist遺伝子座の同修飾は分化が進むとともに減少した。さらに我々はオスES細胞株でも同様のTsix遺伝子トラップ細胞を作成し、メスES細胞株の場合と同じようにH3K27トリメチル化修飾が亢進することを確認した。これらの結果から、未分化細胞特異的にH3K27のトリメチル化修飾を引き起こす活性が存在し、この活性はアンチセンス遺伝子転写によって抑制を受けることが明らかになった。細胞内で多数認められるアンチセンス遺伝子の役割や作用機序については今まで解析が進んでいなかったが、我々の結果はアンチセンス遺伝子がクロマチン構造の制御により他の遺伝子発現を制御している可能性を示唆している(投稿準備中)。2.テトラサイクリンによりTsix発現をコントロール可能なES細胞株およびマウスの作成:平成17年度中に目的のES細胞株の作成に成功したが、細胞レベルの解析ではテトラサイクリンによってTsix遺伝子発現はコントロール出来なかった。テトラサイクリン・トランスアクチベータ遺伝子の発現量が多すぎて細胞毒性が現れたことが原因として考えられた。<br />研究課題/領域番号:16780231, 研究期間(年度):2004 – 2005<br />出典：「X染色体不活化をモデルとしたES細胞未分化性維持エピジェネティックス制御の研究」研究成果報告書 課題番号16780231（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-16780231/)を加工して作成
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瓜生, 耕一郎 ; Uriu, Koichiro
概要:
金沢大学理工研究域生命理工学系<br />本研究では、発生プロセスが発生時計のレジリエンスとロバストネスに及ぼす影響を明らかにする目的で、ゼブラフィッシュ分節時計の同期過程を解析した。Notchシグナルによる細胞間シグナル伝達を阻害する薬剤
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を処理し、細胞間の分節時計の同期を崩すと、欠陥のある体節が形成される。薬剤を除去してしばらくすると、正常な体節が再び作られる。これは分節時計の再同期が起きたためだと考えられてきたが、その詳細は不明であった。この過程を明らかにするために、昨年度は空間三次元の数理モデルを構築し解析を行った。その結果、再同期過程において渦状の位相パターンが組織後方に現れ、正常な体節が作られた後で再び欠陥のある体節を作ることを見出した。今年度は、構築した数理モデルを用い、薬剤除去後初めて正常な体節が作られるまでにかかる時間と、欠陥のある体節が再び現れなくなるまでにかかる時間が、発生ステージに応じてどのように変化するかを数理的に解析し、実験データとの比較を行った。発生とともに組織長は短くなり、また組織の伸長様式も変化する。数値計算によると、組織長の短縮は、欠陥のある体節が現れなくなるまでにかかる時間を短くする。また伸長様式の変化もこの時間に影響を及ぼす。一方、正常な体節が初めて現れるまでにかかる時間は、Notchシグナルが分節時計に影響を及ぼす強さに大きく依存することが分かった。まとめると、隣接細胞間相互作用によって生じる渦状位相パターンが、正常な体節ができた後に再び欠陥のある体節が形成される現象を引き起こす。この渦状位相パターンの動きは組織長や組織伸長によって決まるため、これらの組織パラメタは再同期過程に影響を及ぼしうる。本研究の結果は組織伸長や組織サイズの変化といった発生プロセスが、発生時計の摂動応答に影響を及ぼすことを示唆する。<br />研究課題/領域番号:17H05762, 研究期間(年度):2017-04-01 – 2019-03-31<br />出典：研究課題「発生組織における時計の時空間動態: 分節時計再同期の数理モデリング」課題番号17H05762（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-17H05762/）を加工して作成
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佐藤, 純 ; Sato, Makoto
概要:
金沢大学新学術創成研究機構<br />様々な動物の脳の発生過程において、神経上皮から神経幹細胞への分化はプロニューラル因子の発現およびNotchシグナルによって制御される。Notchシグナル は隣り合う細胞間でフィードバックループを形成し、
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そのダイナミクスがプロニューラル因子の発現を制御する。このようなNotchの働きは側方抑制を引き起こ し、分化細胞と未分化細胞が互い違いに配置されたゴマシオパターンを形成する。しかし、最近ではNotchの側方抑制は遙かに多様な働きを示すことが分かって来 た。進化的に保存されたNotchによる側方抑制のメカニズムは状況に応じて均一、ゴマシオ、振動と変化し、多様な挙動を示すと考えられる。しかし、このような ダイナミクスの変化がどのような状況においてどのようにして生じるのか、またどのような役割を果たしているのかほとんど分かっていない。本研究ではNotchの 様を解明する。ハエの脳の発生過程において見られる分化の波Proneural WaveにおいてNotchシグナルは2つのピークを持ったパターンを示しつつ神経上皮細胞上を伝播する。 以前の数理モデルでは1つめのピークのみに着目し、これが波の伝播速度を抑制していることを示した。Deltaリガンドは隣の細胞においてNotchを活性化し (trans-activation)、同じ細胞ではNotchを抑制する(cis-inhibition)。今回、cis-inhibitionに強い非線型性を入れるだけで2つのNotchのピークが再現できる ことを明らかにした。また、生体内における実験から実際にDeltaによるcis-inhibitionには強い非線型性が含まれることを示唆する結果が得られた。<br />研究課題/領域番号:17H05761, 研究期間(年度):2017-04-01 – 2019-03-31<br />出典：研究課題「「均一・ゴマシオ・振動」と変化するNotchダイナミクスの役割」課題番号17H05761（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-17H05761/）を加工して作成
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八杉, 徹雄 ; Yasugi, Tetsuo
概要:
金沢大学新学術創成研究機構<br />組織の発生、恒常性維持において、未分化細胞の増殖と分化は様々なシグナル伝達経路の相互作用によって厳密に制御され、種々の分化細胞が産生される。これまで、組織発生及び腫瘍形成モデルにおいて、未分化細胞の挙動
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を制御する個々のシグナル経路の動作機構の理解が進んできたが、生物学的アプローチのみでは細胞間相互作用を含む複雑なシグナル間相互作用を正確に記述することは困難であり、全体像の理解には程遠い。本研究では、未分化細胞の増殖と分化が時空間的に制御された中で進行するショウジョウバエの視覚中枢をモデルとし、実験生物学的手法と数理生物学的手法を組み合わせることで、複数シグナル経路の相互作用の全体像を明らかにすることを目的とした。本研究では、視覚中枢の発生と腫瘍形成を制御するHippoシグナルに着目した。まず、Hippoシグナルが未分化細胞の増殖と分化を制御する機構について実験生物学的解析を行った。同時に、我々が構築した視覚中枢の分化を表す数理モデルを改良し、未分化細胞の増殖を加味した数値シミュレーションを可能にした（論文投稿中）。この改良した数理モデルの数値シミュレーションは、野生型条件及びHippoシグナル不活性化条件における視覚中枢の発生パターンを再現した。現在、数値シミュレーションの予測の生体内での実証を進めている。本研究の異分野融合アプローチとその成果は、今後様々な多細胞生物の組織の発生や恒常性維におけるシグナル間相互作用の解明への応用が期待できる。<br />研究課題/領域番号:18H05099, 研究期間(年度):2018-04-01 – 2020-03-31<br />出典：研究課題「ショウジョウバエ視覚中枢をモデルとした組織の発生と腫瘍形成機構の理解」課題番号18H05099（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PUBLICLY-18H05099/）を加工して作成
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