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浦﨑 明宏大学院科学技術イノベーション研究科 科学技術イノベーション専攻准教授
プロフィール
大学院時代には、トランスポゾン（動く遺伝子）の転移メカニズムの研究を行なっていました。大学院卒業後、ゼブラフィッシュにおけるトランスポゾンTol2を用いた遺伝学的方法論の開発を行い、現在広く使われているTol2ベクター、遺伝子トラップ法、エンハンサートラップ法、Gal4/UASシステム、in vivo転移誘導システムの開発に成功しました。その後、オランダに渡り、独自に開発した遺伝学的方法論と透明なゼブラフィッシュの利点を利用して、血管・リンパ管形成の研究を行いました。帰国してからは、神経軸索に関わる分子として知られているshootinに新規ファミリーメンバー（ shootin2, shootin3）があることを見出し、shootinの神経以外での機能の解明に貢献しました。その後、遺伝性出血性末梢血管拡張症（オスラー病）などの難治性血管疾患に関する研究に取り組みました。現在は、トランスポゾン技術を含めた新たな遺伝子組換え技術の開発と応用により、社会課題の解決に貢献することを目指しています。
研究活動情報
■ 論文- Hereditary hemorrhagic telangiectasia (HHT) is a vascular disease caused by the defects of ALK1/ACVRL1 receptor signaling. In this study, we evaluated 25 recently identified ACVRL1 missense variants using multiple computational pathogenicity classifiers and experimentally characterized their signal transduction capacity. Three extracellular residue variants showed no detectable cell surface expression and impairment of bone morphogenetic protein 9 (BMP9) responsiveness of SMAD-dependent transcription in luciferase assays. Four variants with amino acid replacement in the motifs essential for the intracellular kinase function lost SMAD-dependent signaling. Most of other variations in the kinase domain also caused marked downregulation of signaling; however, two variants behaved as the wild-type ACVRL1 did, while computational classifiers predicted their functional abnormalities. Three-dimensional structure prediction using the ColabFold program supported the significance of the L45 loop and NANDOR domain of ACVRL1 for its association with SMAD1 and BMPR2, respectively, and the variations in these motifs resulted in the reduction of SMAD signaling. On the other hand, two of the GS domain variants maintained high signal transduction capacity, which did not accord with their computational pathogenicity prediction. These results affirm the requirement of a combinatory approach using computational and experimental analyses to accurately predict the pathogenicity of ACVRL1 missense variants in the HHT patients.MDPI AG, 2023年07月, Journal of Clinical Medicine, 12(15) (15), 5002 - 5002研究論文（学術雑誌）
- 2021年06月, GENES TO CELLS, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2021年04月, GENESIS, 59(4) (4), e23416, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2019年08月, SCIENTIFIC REPORTS, 9(1) (1), 12156 - 12156, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2019年02月, SCIENTIFIC REPORTS, 9(1) (1), 1799 - 1799, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年10月, CELL AND TISSUE RESEARCH, 366(1) (1), 75 - 87, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年05月, DEVELOPMENT, 142(9) (9), 1695 - 1704, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2011年12月, JOURNAL OF COMPARATIVE NEUROLOGY, 519(17) (17), 3549 - 3565, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2011年, NEUROSCIENCE RESEARCH, 71, E74 - E74, 英語[査読有り]
- 2010年10月, BMC DEVELOPMENTAL BIOLOGY, 10, 105 - 105, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年08月, DEVELOPMENT, 137(16) (16), 2653 - 2657, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年02月, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 107(8) (8), 3846 - 3851, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2009年06月, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 106(24) (24), 9884 - 9889, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The Tol2 transposon system can create insertions in the zebrafish genome efficiently. By using this system, the gene trap and enhancer trap methods have been developed. The gene trap and enhancer trap constructs contain the green fluorescent protein (GFP) reporter gene or the yeast Gal4 transcription activator gene. By creating random integrations of these constructs in the genome, transgenic fish expressing the GFP gene or the Gal4 gene in specific cells, tissues or organs are generated. These fish are valuable resources for developmental biology. Especially, the Gal4-expressing transgenic fish can be used to ectopically express any gene of interest placed downstream of the Gal4 recognition sequence, UAS, and thereby allow visualization, modification or ablation of the Gal4-expressing cells. In this chapter, we will describe how the gene trap and enhancer trap screens can be performed and how the transposon insertions created by these methods can be analyzed.2009年, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 546, 85 - 102, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The zebrafish (Danio rerio) is a useful model for genetic studies of vertebrate development. Its embryos are transparent and develop rapidly outside the mother, making it feasible to visualize and manipulate specific cell types in the living animal. Zebrafish is well suited for transgenic manipulation since it is relatively easy to collect large numbers of embryos from adult fish. Several approaches have been developed for introducing transgenes into the zebrafish germline, from the injection of naked DNA to transposon-mediated integration. In particular, the Tol2 transposable element has been shown to create insertions in the zebrafish genome very efficiently. By using Tol2, gene trap and enhancer trap vectors containing the GFP reporter gene or yeast transcription activator Gal4 gene have been developed. Here we outline methodology for creating transgenic zebrafish using Tol2 vectors, and their applications to visualization and manipulation of specific tissues or cells in vivo and for functional studies of vertebrate neural circuits.2009年, Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 561, 41 - 63, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年12月, GENE, 425(1-2) (1-2), 64 - 68, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年12月, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 105(50) (50), 19827 - 19832, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年01月, DEVELOPMENT, 135(1) (1), 159 - 169, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年01月, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 105(4) (4), 1255 - 1260, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2006年10月, GENETICS, 174(2) (2), 639 - 649, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2006年07月, METHODS, 39(3) (3), 199 - 206, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2006年, NATURE PROTOCOLS, 1(3) (3), 1297 - 1305, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2002年09月, Journal of bacteriology, 184(18) (18), 5104 - 12, 英語, 国際誌[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, 脳科学辞典, https://bsd.neuroinf.jp/wiki/C, 日本語CRMP[招待有り]記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）
- Identification of a shootin1 isoform expressed in peripheral tissuesShootin1 is a brain-specific cytoplasmic protein involved in neuronal polarity formation and axon outgrowth. It accumulates at the leading edge of axonal growth cones, where it mediates the mechanical coupling between F-actin retrograde flow and cell adhesions as a clutch molecule, thereby producing force for axon outgrowth. In this study, we report a novel splicing isoform of shootin1 which is expressed not only in the brain but also in peripheral tissues. We have renamed the brain-specific shootin1 as shootin1a and termed the novel isoform as shootin1b. Immunoblot and immunohistochemical analyses with a shootin1b-specific antibody revealed that shootin1b is distributed in various mouse tissues including the lung, liver, stomach, intestines, spleen, pancreas, kidney and skin. Interestingly, shootin1b immunoreactivity was widely detected in epithelial cells that constitute simple and stratified epithelia; in some cells, it colocalized with E-cadherin and cortactin at cell–cell contact sites. Shootin1b also localized in dendritic cells in the spleen. These results suggest that shootin1b may function in various peripheral tissues including epithelial cells.Springer Berlin Heidelberg, 2016年05月13日, 英語
- 日本電気泳動学会, 2014年10月, 生物物理化学, 58(2) (2), 49 - 52, 日本語
- Japanese Electrophoresis Society, 2014年, 生物物理化学(Web), 58(2) (2), 49-52 (J-STAGE) - 52, 日本語
- 東京医科大学医学会, 2010年10月, 東京醫科大學雜誌, 68(4) (4), 396 - 402, 英語Tol2トランスポゾンによる子宮内膜腺癌株(イシカワ株)への効果的な遺伝子導入 : 着床障害不妊症の遺伝子治療に対する有益なDNAベクター
- 2010年, 生化学Zebrafishを用いた神経のミエリネーション可視化による膜型プロテアーゼADAM19の機能の解明
- (株)学研メディカル秀潤社, 2009年05月, 細胞工学, 28(6) (6), 586 - 591, 日本語メダカトランスポゾンTol2が開く新しいゼブラフィッシュ研究
- (株)羊土社, 2007年10月, 実験医学, 25(16) (16), 2507 - 2512, 日本語【ゲノム上を"動く遺伝子"トランスポゾン エピジェネティクス・クロマチン動態との関連性から発生・生殖を司る機能まで】脊椎動物におけるトランスポゾンを用いた遺伝学的方法論
- 2007年, 生化学トランスポゾンを用いたGal4-UAS法による細胞の可視化と機能改変
- The 30th Japanese Vascular Biology and Medicine Organization (JVBMO2022), 2022年12月Vascular connection between newly formed intestinal and pre-existing circulatory systems during embryonic development in zebrafish
- The 5th JCS Council Forum on Basic Cardio Vascular Research (BCVR2022), 2022年12月Physiological importance of ALK1 signaling for organotypic vascular formation in zebrafish
- The 5th JCS Council Forum on Basic CardioVascular Research (BCVR 2021), 2021年09月Physiological significance of ALK1 signaling in zebrafish organotypic vascular formation口頭発表（一般）
- HHT JAPAN 2021（第7回日本HHT研究会）, 2021年07月ACVRL1変異と受容体分子機能の関連解析口頭発表（一般）
- 第57回日本小児循環器学会学術集会併催 第24回日本小児心血管分子医学研究会, 2021年07月Tol2遺伝子導入システムの開発と生体ライブイメージングによる基礎血管研究[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第57回日本小児循環器学会学術集会併催 第24回日本小児心血管分子医学研究会, 2021年07月ACVRL1変異と受容体分子機能の関連解析口頭発表（一般）
- 第43回日本分子生物学会年会, 2020年12月胎生期血管形成におけるリン酸化酵素遺伝子SGK1の内皮特異的発現機構
- 第43回日本分子生物学会年会, 2020年12月臓器特異的血管形成におけるALK1シグナルの生理学的重要性
- International Vascular Biology Meeting 2020, 2020年09月Transcriptional regulation and physiological significance of ALK1 signal target genes in embryonic vascular endothelial cells口頭発表（一般）
- 日本薬学会年会要旨集, 2020年03月, 英語, (公社)日本薬学会見えてきた微小環境依存的Notchシグナルの役割と病態生理 Notchシグナルと下流遺伝子の心血管形成機構と疾患における意義(Significance of Notch signaling and downstream genes in cardiovascular development and disease)
- 日本内分泌学会雑誌, 2020年02月, 日本語, (一社)日本内分泌学会胚発生における心血管シグナル伝達系と環境因子の相互関係
- 生命科学系学会合同年次大会, 2017年12月, 日本語, 生命科学系学会合同年次大会運営事務局ゼブラフィッシュを用いた側線形成におけるshootin遺伝子の機能解析
- 生命科学系学会合同年次大会, 2017年12月, 日本語, 生命科学系学会合同年次大会運営事務局新規shootinファミリーメンバーの同定と機能解析
- NCVC seminar, 2016年06月, 日本語The Tol2 system opens up a new frontier in vertebrate vascular biology[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本細胞生物学会大会要旨集, 2014年05月, 日本語ゼブラフィッシュを用いた脳形成におけるshootin1の役割の解析
- 奈良先端大セミナー, 2013年05月, 日本語Tol2トランスポゾンシステムが拓く新たな脈管および神経研究[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 5th Angioclub meeting, 2011年05月, 英語Blood vessel formation by coordinated venous-fated angioblast migration[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 生化学, 2010年, 日本語Zebrafishを用いた神経のミエリネーション可視化による膜型プロテアーゼADAM19の機能の解明
- GENES & GENETIC SYSTEMS, 2009年12月, 英語, GENETICS SOC JAPANToward Tol2-mediated knockouts of all zebrafish genes
- 日本遺伝学会大会プログラム・予稿集, 2009年08月, 日本語Tol2を用いたゼブラフィッシュ遺伝子の網羅的破壊
- Program Abstr Book Annu Meet Jpn Soc Dev Biol, 2008年, 日本語ゼブラフィッシュGal4トラップ法を用いた神経回路の可視化と機能阻害
- 日本水産学会大会講演要旨集, 2007年09月, 日本語ゼブラフィッシュにおいて骨格特異的に発現する新規遺伝子の遺伝子トラップ法による同定
- 5th European Zebrafish Genetics and Development Meeting, 2007年07月, 英語New genetic techniques by excision of Tol2: isolation of revertants and creating frame shift mutationsポスター発表
- 日本発生生物学会・日本細胞生物学会合同大会要旨集, 2007年05月, 英語テクニカルセッション ゼブラフィッシュにおけるJump starterトランスポゾン系:Tol2の熱誘導性転移はゲノムワイドな挿入を可能にする(The jump starter transposon system in zebrafish: heat-inducible transposition of a single integrated Tol2 can create genome-wide insertions)
- 日本発生生物学会・日本細胞生物学会合同大会要旨集, 2007年05月, 英語再生・組織形成・器官形成 ゼブラフィッシュにおけるトランスポゾン介在性Gal4遺伝子とエンハンサーとラップ法による標的遺伝子発現は単一の脊椎動物行動に必要なニューロンサブセットを決定する(Targeted gene expression by transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trapping in zebrafish defines subsets of neurons required for simple vertebrate behaviors)
- 生化学, 2007年, 日本語トランスポゾンを用いたGal4‐UAS法による細胞の可視化と機能改変
- 7th International Conference on Zebrafish Development & Genetics, 2006年07月, 英語Remobilization of integrated transposons: the jump starter system in zebrafish口頭発表（一般）
- 日本分子生物学会年会講演要旨集, 2005年11月, 日本語ゼブラフィッシュにおけるGal4エンハンサートラップ法によるファンクショナルゲノミクス
- 4th European Zebrafish Genetics and Development Meeting, 2005年07月, 英語The Tol2-mediated genetic methodologies in zebrafish: gene trapping, enhancer trapping and remobilization口頭発表（一般）
- 日本発生生物学会大会発表要旨集, 2005年05月, 日本語トランスポゾンを用いた遺伝学的方法論によるゼブラフィッシュの初期発生研究
- 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 2004年11月, 日本語ゼブラフィッシュにおけるトランスポゾンTol2を用いた新しい発生遺伝学的方法論の開発
- 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 2004年11月, 日本語ゼブラフィッシュにおけるトランスポゾンを用いたGal4エンハンサートラップ法の構築
- 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 2003年11月, 日本語シアノバクテリアの転移性遺伝因子ISY100転移の分子機構
- 日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 2003年11月, 日本語イネDNA型トランスポゾンTnr1/Osmarは大腸菌細胞内で転移可能である
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的研究(萌芽), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2023年06月30日 - 2026年03月31日心臓発生期のゲノム網羅的エンハンサーアトラスと心臓内領域特異的遺伝子発現制御機構
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2022年04月01日 - 2025年03月31日ALK1シグナルの臓器特異的血管形成における意義と難治性血管疾患の発症メカニズム
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2021年04月01日 - 2024年03月31日胎生期心血管形成とヒト疾患に関与するシグナル伝達系の下流因子の意義と制御機構
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2020年04月01日 - 2023年03月31日遺伝性出血性末梢血管拡張症の統合的な病態解明過去に当センターで遺伝性出血性末梢血管拡張症の患者より検出した遺伝子変異と論文報告のあった同疾患患者の遺伝子変異について、変異プラスミドの作成と実験解析に向いたミスセンス変異のACVRL1変異及び野生型ACVRL1について、過去の論文を参考にマウス線維芽細胞株（本来ACVRL1の発現を持たないNIH-3T3細胞)にプラスミドを用いて導入した。 野生型を導入した細胞ではACVRL1をBMP9/10により刺激することで、その下流に位置する活性型(リン酸化)SMAD1/5といった蛋白の出現（ウエスタンブロットで解析）や、下流に位置する転写因子の一群の発現の亢進（ルシフェラーゼアッセイで解析）が見られることを確認した。一方で、変異型を導入した細胞の多くは下流の活性型(リン酸化)SMAD1/5、転写因子の発現が抑制されていたが、一部の変異では抑制されておらず、実際の症状を生じている患者との間にdiscrepancyが認められた。 また変異型を導入した細胞での免疫染色では、多くの変異では野生型ACVRL1と大きな変化は確認出来なかったが、一部の変異（膜通過部分の変異）においては細胞表面に存在するはずのACVRL1が消失していることが確認出来た。これらの細胞実験において生じる現象の差違が、実際の患者さんの症状の重篤さや発症様式に関連するか、今後検討を加えていく予定である。また合わせてゼブラフィッシュに変異型ACVRL1を導入し、実際の生体内で血管形成が変化していくかどうかを順次確認を加えていく予定である。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2019年04月01日 - 2022年03月31日胸部大血管および心室筋形成における細胞分化の分子機構本研究は①「胸部大血管形成における内皮細胞発生・管腔構造形成の重要性と制御機構の解明」と、②「心室筋の異なる領域における転写制御機構と細胞運命の解明」を目的としている。 ①について、本年度は胸部大血管形成における内皮細胞でのHey1遺伝子の重要性を明らかにするため、出生直前の内皮細胞特異的Hey1欠損マウスの胸部大血管での表現型をmicroCTを用いて解析した。その結果、右大動脈弓などの構造異常を3次元的に観察することができた。また胸部大血管の由来となる胎生10.5日目胚での咽頭弓動脈の構造および遺伝子発現についても解析を進めている。さらに、内皮で発現するHey1遺伝子の転写制御機構を明らかにするため、Rbpj欠損マウス胚でのHey1内皮エンハンサー活性の解析を行った。その結果、Notch/Rbpjシグナル伝達経路が内皮でのHey1遺伝子発現に必須であることが明らかとなった。以上により、内皮で発現するHey1遺伝子の胸部大血管形成における重要性と転写制御機構の一端を明らかにした。 ②について、本年度は胎生期心室筋で発現するHey2遺伝子の心室筋エンハンサーの転写制御機構を明らかにするため、Hey2心室筋エンハンサー欠損マウスの作製および当該マウスでのHey2遺伝子発現の解析、ルシフェラーゼアッセイを用いたHey2心室筋エンハンサー活性化因子の検索、Tbx20欠損マウス胚心臓でのHey2心室筋エンハンサー活性の解析を行った。その結果、Hey2心室筋エンハンサーは心室筋におけるHey2遺伝子発現に必須であり、Tbx20およびGata因子により活性化されていることが明らかとなった。本研究実績はDev Biol誌に投稿し受理された（Ihara et al., 2020. 共責任著者）。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2019年04月01日 - 2022年03月31日発生における脈管間相互作用の役割の解明動脈・静脈・リンパ管は解剖学的に独自のネットワークを別々に形成する。異なる脈管同士が接触して接続（吻合）・並走することが、脊椎動物の発生にどのような重要性を持っているのかについては明らかになっていない。本研究では、動脈・静脈・リンパ管ネットワーク形成における異なる脈管と脈管の相互作用の果たす役割およびその分子機構を明らかにすることを目的としている。 まず、様々な種類の脈管（動脈、静脈、リンパ管）を区別して生きたまま観察できるゼブラフィッシュ系統を作製した。さらに、血管でGFPを、血球でDsRedを発現する系統を作製し、発生過程の血管構造と血流の有無を同時に可視化出来るようにした。また、これまで初期の肝臓血管形成を生きたまま観察することは困難であったが、独自の系統を用いることにより可視化することに成功した。 次に、遺伝学的および発生学的な解析が容易なゼブラフィッシュを用いて、脈管間の相互作用に関わる因子の同定を試みた。BMP-ALK1シグナルの構成因子であるAcvrl1のノックダウンにより脳における動静脈奇形（動脈と静脈が毛細血管を介さずに直接繋がる血管異常）や肝血管低形成が、Eng ノックダウンにより脳出血が生じることを見出した。ACVRL1とENGは、遺伝性出血性末梢血管拡張症（オスラー病）の原因遺伝子として知られている。オスラー病は、動静脈奇形や出血を特徴とするが、その発症過程や分子メカニズムには不明な点が多い。本研究により、脈管間相互作用の基本原理が細胞・分子レベルで解明され、この脈管病の病態の理解に繋がれば、発生学・遺伝学への学術的な影響を与えるだけでなく、医学分野にも重要な波及効果が期待できる。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 2018年04月01日 - 2021年03月31日心血管形成・ヒト血管疾患に関与するシグナル伝達系の下流遺伝子群の意義血管系のシグナル伝達異常は先天性心疾患・難治性血管病の原因となり、虚血性疾患や癌に認められる病的血管新生においても重要である。私たちはこれまでに、ヒト心血管疾患に重要な意義を有するNotchおよびALK1シグナル伝達系の下流ターゲット因子として、Hey1転写因子・Tmem100膜タンパク質・Sgk1リン酸化酵素を同定した。私たちおよび他の研究者によって、これらの遺伝子の欠損がマウスにおいて重篤な心血管形成異常を引き起こすことが報告され、ヒト病態における重要性も注目されている。そこで今回の研究では、遺伝子組換えマウスモデルと分子生物学的手法を用いて、これらの因子の機能メカニズム・上流発現制御機構・生体における意義を明らかにすることを試みている。Notch受容体やリガンドの遺伝子変異は脳小血管病CADASILやAlagille症候群における先天性心疾患の原因となり、ALK1受容体および関連遺伝子の変異は遺伝性出血性毛細血管拡張症の原因、肺動脈性肺高血圧症の素因として重要である。これらのNotch・ALK1シグナル関連血管病は難病指定疾患であり、病因究明と診断・治療法の開発が強く望まれている。NotchおよびALK1シグナルの下流因子が血管形成・機能制御においてどのように働くかを明らかにすることは、先天性心疾患・難治性血管病の病態生理の解明のみならず、遺伝子変異等によって生ずる遺伝子発現・シグナル伝達の異常を正常化することによる新しい治療ストラテジー開発の基盤となると期待される。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 奈良先端科学技術大学院大学, 2014年04月01日 - 2017年03月31日組織の形成には、細胞の移動が重要な役割を果たすと考えられている。しかし、従来の組織形成に関する研究は、細胞の分化や運命決定の視点から捉えた解析が主流で、組織構築のための細胞の移動を担う仕組み、特にそのために細胞－基質間に力を発生させる分子機構はよくわかっていない。本研究の結果からShootinがアクチン線維と細胞接着分子を連結することで細胞－基質間に細胞移動のための力を生み出し、脳組織の形成を担う可能性が示唆された。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 奈良先端科学技術大学院大学, 2014年04月01日 - 2017年03月31日shootin1に加え、新たなshootinファミリーメンバーとしてshootin2とshootin3を見出した。３つのshootin遺伝子すべてがゼブラフィッシュ胚で発現していた。特に、shootin1とshootin3は母性発現しており、発生過程においては側線原基で発現していた。変異体解析により、shootin3がゼブラフィッシュの初期発生に関与していること、shootin1とshootin3は水流を感知する器官である側線の形成に関与していることが示唆された。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(若手研究(B)), 2014年 - 2016年, 研究代表者ゼブラフィッシュを用いた組織形態形成におけるshootin1の機能解析競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究(B), 若手研究(B), 国立遺伝学研究所, 2010年 - 2010年, 研究代表者競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 研究活動スタート支援, 研究活動スタート支援, 国立遺伝学研究所, 2009年 - 2009年, 研究代表者モデル脊椎動物ゼブラフィッシュを用いて、脈管形成におけるmekk3bの役割を明らかにすることを目的に研究を行った。独自に成したSAGFF27C遺伝子トラップ系統では、遺伝子トラップコンストラクトがmekk3b遺伝子のイントロンに挿入して、mekk3b遺伝子の転写産物をトラップしていた。まず、SAGFF27C ; UAS : GFP系統のGFP発現パターンの解析を行ったところ、発生初期には後主静脈で、発生後期には節管静脈およびリンパ管でGFPを発現することが分かった。次に、in situハイブリダイゼーションにより、後主静脈細胞でmekk3bが発現していることを確認した。さらに、モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いてmekk3bの発現阻害による表現型の解析を行ったところ、mekk3b発現阻害胚では後主静脈が形成されなくなることが分かった。そして、mekk3b mRNAをmekk3b発現阻害胚に微量注入すると、異常表現型が回復した。このことから、mekk3bは後主静脈の形成に重要な役割を果たしていることが示された。後主静脈の形成過程の詳細を明らかにするために、血管内皮細胞でGFPを発現するflil:GFP系統や赤血球前駆細胞でRFPを発現するgata1:RFP系統を用いて、タイムラプス生体イメージングを行った。これまで、ヒトやマウスを使った研究では、体内で発生するため、発生初期の血管形成過程を捉えるのは困難であった。本研究では、胚が透明で、体外で発生するゼブラフィッシュを用いることにより、受精後最初に出来る血管の形成過程を捉えることに成功した。これらの結果は、「細胞の塊」から「血流のある血管」がいかにして形成されるかを細胞・分子レベルで理解する上で重要な知見であると考える。競争的資金