Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

胃上皮幹細胞 / 萎縮性胃炎 / 粘膜再生 / 腸上皮化生 / 分化 / 胃癌 / アセチルコリン / 遺伝子発現解析 / 内科 / 細胞・組織 / ゲノム / マイクロアレイ / 発生・分化

胃の幹細胞と前駆細胞および各種成熟細胞の遺伝子発現解析によりそれぞれの選択的なマーカーを新規に同定し、またそれぞれを標識可能なマウスを作成した。幹細胞その他の細胞群が発癌の超初期の段階において、どのような病理学的・分子学的変化を生じるのかについて、マウスモデルによる詳細な時系列解析と遺伝子発現解析によりその機序を明らかにした。幹細胞の増殖や粘膜再生がTuft細胞を介したアセチルコリン-ERK経路によって制御されていることを明らかにし、さらに胃炎・胃癌の発生前段階で生じる壁細胞の消失を改善させる化合物を同定した。

新規の胃上皮幹細胞マーカーの同定とその制御機構を解明したことにより、胃発癌や粘膜再生のメカニズムを明らかにすることに貢献した。
胃癌や腸上皮化生は成熟細胞ではなく幹細胞・前駆細胞から発生することが明らかになり、より選択的な治療標的の同定や、発癌予測のバイオマーカーの樹立に役立つ可能性がある。
Tuft細胞や壁細胞の分化制御機構やその粘膜再生における機能を明らかにしたことで、今後の胃癌に対する予防や治療の開発に結びつく可能性がある。

エネルギー / 糖質代謝異常 / AGRPニューロン / TRAP法 / 遺伝子発現解析 / 糖尿病 / シグナル伝達 / マイクロアレイ / PDK1 / Foxo1 / 遺伝子発現 / リボソーム蛋白

本研究では、視床下部弓状核のAGRPニューロン特異的な遺伝子発現解析に、Translating Ribosome Affinity Purification (TRAP)法を利用し、EGFPとlarge-subunit ribosomal protein L10aのN末端との融合蛋白を特異的に発現させるトランスジェニックマウスの作製を試みた。2ラインの陽性マウスを得、このマウスとニューロン特異的Cre recombinase発現トランスジェニックマウスを掛け合わせ、ニューロン特異的の遺伝子発現解析を行う。

C.エレガンス / ポリA結合蛋白質 / 単一細胞 / マイクロアレイ / mRNA単離法 / ゲノミクス / 遺伝子発現解析 / 感覚神経

多細胞生物の発生過程では、個々の細胞で遺伝子発現パターンの差異が生じ、それにより細胞内分子ネットワークが細胞間で大きく異なってくる。この差異が個々の細胞種の機能の違いを生み出していると考えられ、その違いを包括的に理解するための方法が必要である。そこで、体の全細胞数が約1000個と少なく、個々の細胞がすべて同定されているモデル生物、線虫C.エレガンスを用い、全遺伝子発現パターンと細胞個性の連関を理解するための手法の確立を行った。PABP(ポリA結合蛋白質)を利用して特定の細胞からmRNAを抽出する技術、poly(A)pull-down法を開発、整備した。PABPを線虫の感覚神経に発現させ、これらの神経からmRNAを抽出し、cDNAマイクロアレイに適用することにより感覚神経特異的な遺伝子発現を解析した。コントロール細胞に比較して高い発現を示す遺伝子を順位付けし、これらの発現パターンをレポーターアッセイで調べたところ、発現の検出された15遺伝子のうち13遺伝子が感覚神経に発現していた。約30対の感覚神経のすべてに発現するもの、一部に発現するものなどさまざまな発現パターンを示す遺伝子が同定されていることがわかった。また、種々の細胞に特異的に遺伝子を発現させるために、細胞特異的プロモーターの収集を行った。Gatewayシステムをもとにしたベクターシステムを構築し、線虫ゲノム由来のプロモーター断片をpENTRベクターに挿入したものを揃えることにより、簡便に個々の解析対象の遺伝子をそれぞれのプロモーターの制御下に置くことができるようになった。感覚神経、介在神経を中心として、特定の少数の神経サブセットに発現するプロモーターを19種集め、pENTRベクターに挿入した。これらのシステムを応用することにより、今後さらに細胞個性の分子的理解が可能となるであろう。

乏突起神経膠腫 / 1p,19q LOH / マイクロアレイ / 星細胞腫 / 神経膠芽腫 / 遺伝子診断 / 化学療法 / 遺伝子発現解析

本研究では、多数の臨床検体を収集して腫瘍バンクを作成し、それらの腫瘍検体に対し、染色体の欠損(1p,19q,10q,CDKN2N)や遺伝子の変異(TP53)、増幅多数の症例についてのこれらの遺伝子マーカー(EGFR,CDK4)などを調べた。その結果、1p欠損を伴う腫瘍の多くは乏突起神経膠腫であり、また、乏突起神経膠腫の約60%に1pの欠損が認められることを再確認した。また、1pの欠損は多くは19qの欠損を同時に伴っていた。染色体1pの欠損のない突起神経膠腫にはp53の遺伝子変異が多く認められた。
次に、乏突起神経膠腫の化学療法感受性関連遺伝子、および染色体1p上にあると想定される癌抑制遺伝子同定を目的とし、マイクロアレイ(DNA chip)による遺伝子発現プロファイル解析を行った。その結果、乏突起神経膠腫のうち化学療法感受性が高く、染色体1pの片側アレルの欠損を伴うタイプで、有意に発現が変化している209遺伝子を初めて同定することができた。また、染色体1p上の癌抑制遺伝子と思われる123遺伝子の発現が減少していることも確認した。さらに、星細胞腫や神経膠芽腫に対してGene chipによる遺伝子発現プロファイル解析を行い、乏突起神経膠腫との比較解析を施行した。その結果、乏突起神経膠腫の化学療法感受性が高いタイプで特徴的に増幅されている遺伝子は、ニューロンに発現の高い遺伝子群であることが判明した。また、星細胞腫や悪性神経膠芽腫に特徴的に発現されている遺伝子もいくつか同定された。解析した星細胞種(WHO Grade II)のうち2例は、悪性度の高い神経膠芽腫(WHO Grade IV)と発現プロファイルが似通っていたが、これらの症例の予後は実際に不良であり、臨床的にも神経膠芽腫に近い経過を示した。
このように遺伝子発現プロファイルは個々の症例の予後を推定するツールとなりうる。また、遺伝子発現プロファイルと治療効果との関係が広く解明されれば、疾患毎ではなく患者毎により効果の高い治療法を提示することが可能となるであろう。

【研究分担者】
川野義長	慶應義塾大学	医学部	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
國友博文	東京大学	遺伝子実験施設	助手	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
油谷裕幸 (油谷浩幸)	東京大学	先端科学技術研究センター	教授	(Kakenデータベース)
植木敬介	獨協医科大学	医学部	助教授	(Kakenデータベース)
淺井昭雄 (浅井昭雄	あさ井昭雄)	埼玉医科大学	総合医療センター	助教授	(Kakenデータベース)
田中実	東京大学	医学部・附属病院	助手	(Kakenデータベース)