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

利用小鼠ES细胞体外血管分化系统分析血管发育和分化的分子机制

• 批准号: 14704031
• 负责人: 山下 潤
• 金额: $ 19.14万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14704031/
• 关键词: ES細胞; 内皮細胞; 動静脈分化; 心筋細胞; RNA干渉; DNAチップ; 血管発生; 分化; 前駆細胞; Flk1; RNAi

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。

The purpose of this study is to construct a vascular differentiation system for ES cells, identify specific genetic subgroups for the differentiation of vascular constituent cells (vascular endothelial cells and parietal cells), and analyze molecular mechanisms for vascular differentiation. In the past year, Flkl positive cells and Flkl positive cells were induced to differentiate. One day after induction, endothelial cells were induced to differentiate. There were about 30 isotypes of endothelial cells. About 36,000 DNA fragments were identified and about 200 endothelial cell differentiation-specific DNA fragments were identified. This year, RNAi(RNA stem) has been used to construct novel gene function analysis systems and to develop novel endothelial cell differentiation induction methods and arteriovenous endothelium-specific differentiation induction methods. The expression of short interfering RNA (short interfering RNA) in ES cells, the expression of siRNA in ES cells, the inhibition of gene expression in ES cells, the expression of siRNA in endothelial cells, and the inhibition of endothelial cell differentiation (not shown). The study of endothelial differentiation function gene in the same system A new method for inducing endothelial cell differentiation with high rate and conditions for arterial endothelial cell differentiation were developed (preparation for submission) and a license application was submitted. Now, purification and differentiation mechanism analysis of arteriovenous endothelial cells are carried out. A new method for inducing differentiation of cardiac muscle cells has been developed, and the differentiation mechanism of cardiac muscle cells including cardiovascular system has been analyzed. The development of ES cell vascular differentiation system, the formation of cell differentiation induction gene network exploration, mechanism analysis, organization, development of new cell differentiation research methods, the development of initial vascular differentiation mechanism research.

项目成果

K.Yamahara, H.Itoh et al.: "Significance and therapeutic potential of natriuretic peptides/c GMP/c GMP-dependent protein kinase pathway in vascular regeneration"Proc.Natl.Acad.Sci. (in press).

K.Yamahara、H.Itoh 等人：“利钠肽/c GMP/c GMP 依赖性蛋白激酶途径在血管再生中的意义和治疗潜力”Proc.Natl.Acad.Sci。

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)

Fraser ST、Yamashita J（其他 5 名）：“小鼠胚胎干细胞的体外分化：造血细胞和血管细胞类型。”Method.Enzymol.. 365. 59-72 (2003)

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)

Fujita M、Nakao Y、Natsunaga S、Seiki M、Itoh Y、Yamashita J（另外 2 名）：“Ageladine A：来自海洋海绵 Agelas nakamurai 的抗血管生成基质金属蛋白酶抑制剂。” . 125. 15700-15701 (2003)

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)

Yamahara K、Itoh H、Chun TH、Okawa Y、Yamashita J，（其他 11 人）：“利钠肽/cGMP/cGMP 依赖性蛋白激酶途径在血管再生中的意义和治疗潜力”Proc.Natl.Acad.Sci 。美国。100。3404-3409（2003）

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)

Yurugi-Kobayashi T、Itoh H、Yamashita J，（其他 7 人）：“源自胚胎干细胞的移植血管祖细胞对适当分化阶段的成体新生血管形成的有效贡献”血液。