新しいES細胞分化システムを用いた細胞分化におけるゲノム機能の系統的解析

使用新的 ES 细胞分化系统系统分析细胞分化中的基因组功能

• 批准号: 20016012
• 负责人: 山下 潤
• 金额: $ 5.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20016012/
• 关键词: ES細胞; iPS細胞; 細胞分化; 遺伝子プロファイル; 心筋再生; 血管新生; 心筋前駆細胞; サイクロスポリンA; DNAメチル化

研究代表者らは、胚性幹(ES)細胞を用いた心血管分化研究を行ってきた。すなわち、ES細胞からFlk1陽性の中胚葉レベルの細胞を分化誘導し、そこから血管を分化誘導する新しい分化誘導系を開発した(Nature, 2000)。さらに同システムを用いて新しい心筋前駆細胞の同定及び動静脈リンパ管内皮細胞の系統的誘導に成功した。これらの成果により、広汎な心血管系細胞の分化多様化過程を培養下に再現できる新しい系統的細胞分化発生システムが構築された。本研究は、同分化系をモデルとして細胞分化をゲノムレベルで解析し理解することを目的とする。1) 心血管分化多様化過程における遺伝子プロファイル作製。2) 分化段階特異的遺伝子の機能解析。3) ヒトES細胞実験システム構築。4) 恣意的遺伝子操作による細胞形質と遺伝子発現パターン変化の相関解析。5) メチル化DNAの網羅的解析により細胞分化におけるゲノム機能とその意義を明らかにすることとした。平成21年度は、2)4)に関してcAMP下流シグナルの探索を行い、Notchおよびβ-cateninが同時に活性化されることにより動脈内皮細胞が誘導されるという新しい動脈内皮細胞分化誘導機構明らかにした(J Cell Biol, 2010)。また、Proteinkinase A(PKA)がVEGF165に対する特異的受容体であるFlk1とneuropilinl(NRP1)の発現を血管前駆細胞において亢進させ、血管前駆細胞のVEGFに対する感受性を約10倍促進するという新しい血管内皮分化制御機構も明らかにした(Blood, 2009)。これらの論文により筆頭著者の山水は日韓血管生物学会YIA,日本心血管内分泌代謝学会(CVEM)YIAを受賞し、研究代表者もCVEM高峰譲吉研究奨励賞を受賞するなど、国内外で高い評価を受けている。このように研究期間内において着実な研究計画の進展を認めた。

The researchers used embryonic stem (ES) cells for cardiovascular differentiation research. Flk1-positive mesoembryonic cells were induced to differentiate, and vascular differentiation was induced to develop new differentiation-inducing lines (Nature, 2000). In addition, the induction of new cardiac muscle cells and vascular endothelial cells was successful. The results of this study indicate that the differentiation and diversification of cardiovascular cells can be reproduced in culture, and the new system of cell differentiation and diversification can be constructed. The aim of this study is to understand the differentiation of cells. 1)Cardiovascular differentiation and diversification process 2)Functional analysis of stage-specific genes. 3)Construction of ES cell culture system. 4)Correlation analysis of cell morphology and gene evolution in arbitrary gene manipulation 5)The analysis of the DNA network in the cell differentiation process and the significance of its functions are discussed. In 2010, the mechanism for the induction of endothelial cell differentiation was identified (J Cell Biol, 2010). Proteinkinase A(PKA) was found to be a specific receptor for VEGF165, and the expression of Flk1 and neuropilin 1 (NRP1) in vascular endothelial cells was increased by about 10-fold. The new vascular endothelial differentiation regulatory mechanism was identified (Blood, 2009). The author of this paper was awarded by the Japan-Korea Vascular Biology Association YIA, the Cardiovascular Endocrinology and Metabolism Association (CVEM)YIA, and the research representative was awarded by CVEM Takayuki Research Award. During the research period, the progress of the research project was recognized.

项目成果

Vascular cell differentiation & diversification from ES and iPS cells.

血管细胞分化

• 发表时间: 2009
• 作者: T. Higashi;T. Ikeda;R. Shirakawa;H. Kondo;M. Kawato;M. Horiguchi;T. Okuda;K. Okawa;S. Fukai;O. Nureki;T. Kita;H. Horiuchi;Yamashita JK.;前橋万里子;Yamashita JK.
• 通讯作者: Yamashita JK.

Augmentation of neovascularizaiton in hindlimb ischemia by combinedtransplantation of human embryonic stem cells-derived endotheliall and mural cells

人胚胎干细胞来源的内皮细胞和壁细胞联合移植增强后肢缺血的新生血管形成

• 发表时间: 2008
• 期刊: PLoS One 3
• 作者: Yamahara K;Some it Itoh H;Yamashita JK;Yurugi-Kohayashi T. Homma K;Chao TH. Miyashita K;Park K;Dyamada N. Sawada N;Taura D;Tamura N;Nakao K.
• 通讯作者: Nakao K.

Cyclosporin-A potently induces highly cardiogenic progenitors from embryonic stem cells

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2008.12.019
• 发表时间: 2009-01-30
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Yan, Peishi;Nagasawa, Atsushi;Yamashita, Jun K.
• 通讯作者: Yamashita, Jun K.

Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smooth muscle cells by activating PDGF receptor {beta}

循环株通过激活PDGF受体{β}诱导小鼠胚胎干细胞分化为血管平滑肌细胞

• 发表时间: 2008
• 期刊: J Appl Physiol 104
• 作者: Shimizu N;Yamamoto K;Obi S;Kumagaya S;Masumura T. Shimano Y;Naruse K;Yamashita JK;Igarashi T;Andj
• 通讯作者: Andj

ES細胞およびiPS細胞を用いた心血管分化再生研究

使用ES细胞和iPS细胞进行心血管分化和再生研究

• 发表时间: 2008
• 作者: Funato Y;Miki H;山下潤
• 通讯作者: 山下潤