記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Hepatocellular carcinoma (HCC) accounts for a large proportion of liver cancer cases and has an extremely poor prognosis. Therefore, novel innovative therapies for HCC are strongly desired. As gene therapy tools for HCC, 2 hepatic transcription factors (TF), HNF4A and HNF1A, have been used to suppress proliferation and to extinguish cancer-specific characteristics of target cells. However, our present data demon- strated that single transduction of HNF4A or HNF1A had only a limited effect on suppression of HCC cell proliferation. Thus, in this study, we examined whether com- binations of TF could show more effective antitumor activity, and found that combi- natorial transduction of 3 hepatic TF, HNF4A, HNF1A and FOXA3, suppressed HCC cell proliferation more stably than single transduction of these TF. The combinatorial transduction also suppressed cancer-specific phenotypes, such as anchorage- independent growth in culture and tumorigenicity after transplantation into mice. HCC cell lines transduced with the 3 TF did not recover their proliferative property after withdrawal of anticancer drugs, indicating that combinatorial expression of the 3 TF suppressed the growth of all cell subtypes within the HCC cell lines, including cancer stem-like cells. Transcriptome analyses revealed that the expression levels of a specific gene set involved in cell proliferation were only decreased in HCC cells overexpressing all 3 TF. Moreover, combined transduction of the 3 TF could facilitate hepatic differentiation of HCC cell lines. Our strategy for inducing stable inhibition and functional differentiation of tumor cells using a defined set of TF will become an effective therapeutic strategy for various types of cancers.

DOI： 10.1111/cas.13798.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is a malignant epithelial neoplasm composed of cells resembling cholangiocytes that line the intrahepatic bile ducts in portal areas of the hepatic lobule. Although ICC has been defined as a tumor arising from cholangiocyte transformation, recent evidence from genetic lineage-tracing experiments has indicated that hepatocytes can be a cellular origin of ICC by directly changing their fate to that of biliary lineage cells. Notch signaling has been identified as an essential factor for hepatocyte conversion into biliary lineage cells at the onset of ICC. However, the mechanisms underlying Notch signal activation in hepatocytes remain unclear. Here, using a mouse model of ICC, we found that hepatic macrophages called Kupffer cells transiently congregate around the central veins in the liver and express the Notch ligand Jagged-1 coincident with Notch activation in pericentral hepatocytes. Depletion of Kupffer cells prevents the Notch-mediated cell-fate conversion of hepatocytes to biliary lineage cells, inducing hepatocyte apoptosis and increasing mortality in mice. These findings will be useful for uncovering the pathogenic mechanism of ICC and developing prevenient and therapeutic strategies for this refractory disease.

DOI： doi: 10.1038/srep34691.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/jb/mvv083.

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.jconrel.2015.06.020

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.bios.2010.06.027

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.febslet.2009.06.045

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1371/journal.pone.0001646

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/nar/gnj025

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1101/gr.3510505

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/nar/gnh167

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1093/nar/gng078

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Nature Communications  

Hepatocytes play important roles in the liver, but in culture, they immediately lose function and dedifferentiate into progenitor-like cells. Although this unique feature is well-known, the dynamics and mechanisms of hepatocyte dedifferentiation and the differentiation potential of dedifferentiated hepatocytes (dediHeps) require further investigation. Here, we employ a culture system specifically established for hepatic progenitor cells to study hepatocyte dedifferentiation. We found that hepatocytes dedifferentiate with a hybrid epithelial/mesenchymal phenotype, which is required for the induction and maintenance of dediHeps, and exhibit Vimentin-dependent propagation, upon inhibition of the Hippo signaling pathway. The dediHeps re-differentiate into mature hepatocytes by forming aggregates, enabling reconstitution of hepatic tissues in vivo. Moreover, dediHeps have an unexpected differentiation potential into intestinal epithelial cells that can form organoids in three-dimensional culture and reconstitute colonic epithelia after transplantation. This remarkable plasticity will be useful in the study and treatment of intestinal metaplasia and related diseases in the liver.

DOI： 10.1038/s41467-024-47869-2

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Cancer Research  

Triple-negative breast cancer (TNBC) chemoresistance hampers the ability to effectively treat patients. Identification of mechanisms driving chemoresistance can lead to strategies to improve treatment. Here, we revealed that protein arginine methyltransferase-1 (PRMT1) simultaneously methylates D-3-phosphoglycerate dehydrogenase (PHGDH), a critical enzyme in serine synthesis, and the glycolytic enzymes PFKFB3 and PKM2 in TNBC cells. 13C metabolic flux analyses showed that PRMT1-dependent methylation of these three enzymes diverts glucose toward intermediates in the serine-synthesizing and serine/glycine cleavage pathways, thereby accelerating the production of methyl donors in TNBC cells. Mechanistically, PRMT1-dependent methylation of PHGDH at R54 or R20 activated its enzymatic activity by stabilizing 3-phos-phoglycerate binding and suppressing polyubiquitination. PRMT1-mediated PHGDH methylation drove chemoresistance independently of glutathione synthesis. Rather, activation of the serine synthesis pathway supplied a-ketoglutarate and citrate to increase palmitate levels through activation of fatty acid synthase (FASN). Increased palmitate induced protein S-palmitoylation of PHGDH and FASN to further enhance fatty acid synthesis in a PRMT1-dependent manner. Loss of PRMT1 or pharmacologic inhibition of FASN or protein S-palmitoyltransferase reversed chemoresistance in TNBC. Furthermore, IHC coupled with imaging MS in clinical TNBC specimens substantiated that PRMT1-mediated methylation of PHGDH, PFKFB3, and PKM2 correlates with chemoresistance and that metabolites required for methylation and fatty acid synthesis are enriched in TNBC. Together, these results suggest that enhanced de novo fatty acid synthesis mediated by coordinated protein arginine methylation and protein S-palmitoylation is a therapeutic target for overcoming chemoresistance in TNBC. Significance: PRMT1 promotes chemoresistance in TNBC by methylating metabolic enzymes PFKFB3, PKM2, and PHGDH to augment de novo fatty acid synthesis, indicating that targeting this axis is a potential treatment strategy.

DOI： 10.1158/0008-5472.CAN-23-2266

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記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Scientific Reports  

Direct reprogramming, inducing the conversion of one type of somatic cell into another by the forced expression of defined transcription factors, is a technology with anticipated medical applications. However, due to the many unresolved aspects of the induction mechanisms, it is essential to thoroughly analyze the epigenomic state of the generated cells. Here, we performed comparative genome-wide DNA methylation analyses of mouse embryonic fibroblasts (MEFs) and cells composing organoids formed by intestinal stem cells (ISCs) or induced ISCs (iISCs) that were directly induced from MEFs. We found that the CpG methylation state was similar between cells forming ISC organoids and iISC organoids, while they differed widely from those in MEFs. Moreover, genomic regions that were differentially methylated between ISC organoid- and iISC organoid-forming cells did not significantly affect gene expression. These results demonstrate the accuracy and safety of iISC induction, leading to the medical applications of this technology.

DOI： 10.1038/s41598-023-49546-8

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その他リンク： https://www.nature.com/articles/s41598-023-49546-8

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Regenerative Therapy  

Regenerative medicine is a highly advanced medical field that aims to restore tissues and organs lost due to diseases and injury using a person's own cells or those of others. Direct cellular reprogramming is a promising technology that can directly induce cell-fate conversion from terminally differentiated cells to other cell types and is expected to play a pivotal role in applications in regenerative medicine. The induction of direct cellular reprogramming requires one or more master transcription factors with the potential to reconstitute cell type-specific transcription factor networks. The set of master transcription factors may contain unique transcription factors called pioneer factors that can open compacted chromatin structures and drive the transcriptional activation of target genes. Therefore, pioneer factors may play a central role in direct cellular reprogramming. However, our understanding of the molecular mechanisms by which pioneer factors induce cell-fate conversion is still limited. This review briefly summarizes the outcomes of recent findings and discusses future perspectives, focusing on the role of pioneer factors in direct cellular reprogramming.

DOI： 10.1016/j.reth.2023.06.002

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出版者・発行元：株式会社医学書院  

DOI： 10.11477/mf.2425201683

CiNii Research

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1038/s41467-021-23378-4

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.bbrc.2016.07.113.

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

mRNA display is a method to form a covalent linkage between a cell-free synthesized protein (phenotype) and its encoding mRNA (genotype) through puromycin for in vitro selection of proteins. Although a wheat germ cell-free translation system has been previously used in our mRNA display system, a protein synthesis using recombinant elements (PURE) system is a more attractive approach because it contains no endogenous nucleases and proteases and is optimized for folding of antibodies with disulphide bonds. However, when we used the PURE system for mRNA display of single-chain Fv (scFv) antibodies, the formation efficiency of the mRNA-protein conjugates was quite low. To establish an efficient platform for the PURE mRNA display of scFv, we performed affinity selection of a library of scFv antibodies with a C-terminal random sequence and obtained C-terminal sequences that increased the formation of mRNA-protein conjugates. We also identified unexpected common substitution mutations around the start codon of scFv antibodies, which were inferred to destabilize the mRNA secondary structure. This destabilization causes an increase in protein expression and the efficiency of the formation of mRNA-protein conjugates. We believe these improvements should make the PURE mRNA display more efficient for selecting antibodies for diagnostic and therapeutic applications.

DOI： doi: 10.1093/jb/mvv131

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1021/ac501907x.

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1371/journal.pone.0109163

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1371/journal.pone.0076774

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1016/j.chembiol.2013.05.011

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

DOI： 10.1371/journal.pone.0030084

記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

記述言語：日本語   掲載種別：研究論文（大学，研究機関等紀要）  

担当ページ：pp.205-222   記述言語：英語   著書種別：学術書

担当ページ：p.69   記述言語：日本語   著書種別：学術書

開催年月日： 2023年12月

記述言語：日本語  

開催地：神戸   国名：日本国  

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開催年月日： 2023年10月 - 2023年11月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：福岡国際会議場（福岡）   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングは、iPS細胞の様な初期化状態を経ることなく、終末分化した体細胞から他の系譜の細胞を直接分化誘導する技術であり、細胞移植療法などの医療への応用が期待されている。準備できる細胞の量や、分化誘導に際しての時間的・費用的コストなどの点でiPS細胞に対して優位性があるだけでなく、生体内においてin situで標的細胞を誘導する手法も開発されており、iPS細胞を補完する次世代の再生医療技術として旺盛に研究が進められている。ダイレクトリプログラミングは多くの場合、標的細胞の分化や機能維持に関与する転写因子のセットを異所的に強制発現することで実現する。我々が研究を進めている誘導肝細胞様細胞（iHepC）においては、Hnf4aに加えてFoxa1、Foxa2、Foxa3のいずれか１つを導入することにより細胞運命の人為的な転換を引き起こすことができる。これまでの我々の研究によって、Hnf4aとFoxaが協調的に働くメカニズムが明らかになってきた。特にパイオニア因子として知られるFoxaの文字通り先導的なクロマチン結合は、標的遺伝子の制御領域に結合してクロマチンを弛緩させ、それに続いて共結合因子であるHnf4aを近傍にリクルートし転写を活性化させるという、リプログラミング進行のトリガーであることが示された。しかし、導入転写因子の働きにはまだ不明な部分も多い。例えば、リプログラミング過程で転写が抑制される遺伝子に対してもFoxaの結合は見られるが、その制御に直接的に関与しているのか？ 転写制御の際にクロマチン状態をどのように変化させているのか？ 導入されたホスト体細胞内において、制御対象とする標的遺伝子をどの様に選別しているのか？ 分化転換後の細胞の機能維持に対してどのような影響を与えているのか？ など、まだ非常に多くの謎が 残されている。本発表では、iHepCに対する次世代シークエンサー解析を主体とした様々な解析から解き明かされてきた、導入転写因子の挙動や働きについて紹介し、ダ イレクトリプログラミングにおける転写因子セットの役割について議論したい。

開催年月日： 2023年10月 - 2023年11月

記述言語：日本語  

開催地：福岡国際会議場（福岡）   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングは、iPS細胞の様な初期化状態を経ることなく、終末分化した体細胞から他の系譜の細胞を直接分化誘導する技術であり、細胞移植療法などの医療への応用が期待されている。準備できる細胞の量や、分化誘導に際しての時間的・費用的コストなどの点でiPS細胞に対して優位性があるだけでなく、生体内においてin situで標的細胞を誘導する手法も開発されており、iPS細胞を補完する次世代の再生医療技術として旺盛に研究が進められている。ダイレクトリプログラミングは多くの場合、標的細胞の分化や機能維持に関与する転写因子のセットを異所的に強制発現することで実現する。我々が研究を進めている誘導肝細胞様細胞（iHepC）においては、Hnf4aに加えてFoxa1、Foxa2、Foxa3のいずれか１つを導入することにより細胞運命の人為的な転換を引き起こすことができる。これまでの我々の研究によって、Hnf4aとFoxaが協調的に働くメカニズムが明らかになってきた。特にパイオニア因子として知られるFoxaの文字通り先導的なクロマチン結合は、標的遺伝子の制御領域に結合してクロマチンを弛緩させ、それに続いて共結合因子であるHnf4aを近傍にリクルートし転写を活性化させるという、リプログラミング進行のトリガーであることが示された。しかし、導入転写因子の働きにはまだ不明な部分も多い。例えば、リプログラミング過程で転写が抑制される遺伝子に対してもFoxaの結合は見られるが、その制御に直接的に関与しているのか？ 転写制御の際にクロマチン状態をどのように変化させているのか？ 導入されたホスト体細胞内において、制御対象とする標的遺伝子をどの様に選別しているのか？ 分化転換後の細胞の機能維持に対してどのような影響を与えているのか？ など、まだ非常に多くの謎が 残されている。本発表では、iHepCに対する次世代シークエンサー解析を主体とした様々な解析から解き明かされてきた、導入転写因子の挙動や働きについて紹介し、ダ イレクトリプログラミングにおける転写因子セットの役割について議論したい。

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開催年月日： 2022年7月

記述言語：英語  

開催地：唐津ホテル＆リゾーツ   国名：日本国  

開催年月日： 2022年7月

記述言語：英語  

開催地：唐津ホテル＆リゾーツ   国名：日本国  

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開催年月日： 2022年6月

記述言語：日本語  

開催地：九州大学病院キャンパス   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングとは、初期化を経ずに目的の細胞を直接誘導する技術であり、再生医療など幅広い分野での応用が期待されている。我々は、マウス胎仔線維芽細胞（MEF）にFoxa3/Cdx2/Gata6/Hnf4aの4つの転写因子を強制発現し、特定培養条件下で分化誘導させることにより、生体由来の腸幹細胞（ISC）と同じ様に腸上皮オルガノイドを形成できる成体型誘導腸幹細胞（iISC）の作製に成功した（Miura & Suzuki, 2017）。iISC由来の腸上皮オルガノイドは、その形態や遺伝子発現がISC由来オルガノイドに酷似しているだけでなく、全ての腸上皮組織構成細胞への多分化能と自己複製能、移植マウスにおける組織再構築能を有していた。 iPS細胞の誘導過程では大規模なDNA脱メチル化を始めとするドラスティックなエピゲノムのリモデリングが起こることが知られる（Kim et al., 2010）。一方でダイレクトリプログラミング過程におけるエピジェネティックリモデリングはまだ報告が少なく、それぞれの細胞への分化誘導過程において何が起こるのか不明な部分が多い。そこで本研究では、MEF、ISC、iISCの3種類の細胞について、Post-bisulfite adaptor-tagging (PBAT)法によるメチローム解析を行い、リプログラミング時のDNAメチル化の変動や生体由来細胞との差異、転写への影響などについて詳細な比較解析を行なった。その結果、iISCリプログラミングではDNAメチル化、脱メチル化がそれぞれ同時に進行し、ISCと類似したメチル化状態に収束することが分かった。

開催年月日： 2022年6月

記述言語：日本語  

開催地：九州大学病院キャンパス   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングとは、初期化を経ずに目的の細胞を直接誘導する技術であり、再生医療など幅広い分野での応用が期待されている。我々は、マウス胎仔線維芽細胞（MEF）にFoxa3/Cdx2/Gata6/Hnf4aの4つの転写因子を強制発現し、特定培養条件下で分化誘導させることにより、生体由来の腸幹細胞（ISC）と同じ様に腸上皮オルガノイドを形成できる成体型誘導腸幹細胞（iISC）の作製に成功した（Miura & Suzuki, 2017）。iISC由来の腸上皮オルガノイドは、その形態や遺伝子発現がISC由来オルガノイドに酷似しているだけでなく、全ての腸上皮組織構成細胞への多分化能と自己複製能、移植マウスにおける組織再構築能を有していた。 iPS細胞の誘導過程では大規模なDNA脱メチル化を始めとするドラスティックなエピゲノムのリモデリングが起こることが知られる（Kim et al., 2010）。一方でダイレクトリプログラミング過程におけるエピジェネティックリモデリングはまだ報告が少なく、それぞれの細胞への分化誘導過程において何が起こるのか不明な部分が多い。そこで本研究では、MEF、ISC、iISCの3種類の細胞について、Post-bisulfite adaptor-tagging (PBAT)法によるメチローム解析を行い、リプログラミング時のDNAメチル化の変動や生体由来細胞との差異、転写への影響などについて詳細な比較解析を行なった。その結果、iISCリプログラミングではDNAメチル化、脱メチル化がそれぞれ同時に進行し、ISCと類似したメチル化状態に収束することが分かった。

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開催年月日： 2021年3月

記述言語：日本語  

開催地：オンライン   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングは体細胞から直接、他系譜の細胞を誘導する技術であり、再生医療分野などへの応用が期待されている。細胞の分化転換のために転写因子セットの強制発現が行われるが、異所的に発現した転写因子が互いにどの様に影響し合いクロマチンににアプローチすることで分化誘導を引き起こしているのか、その分子機序の多くは不明である。 本研究ではHnf4αおよびFoxa1,2,3のいずれか１つという、２種の転写因子により誘導される誘導肝細胞様細胞（iHep細胞）をモデルとした。導入した転写因子、ヒストン修飾、RNAポリメラーゼII（Pol2）のChIP-seqやFAIRE-seqを行うことで、クロマチン状態の変化や転写因子の局在・挙動を解析すると同時に、RNA-seqによる転写状態の時系列的変化を計測することで、リプログラミング時の核内ダイナミクスを重層的なデータから解析した。 その結果、Foxaがパイオニア因子として働きクロマチンを開放することが、Hnf4αの結合を促進させ肝臓関連遺伝子の発現を亢進するという、予測された分子機構を確認することができた。また、リプログラミング過程で転写因子の結合位置が動的に変化することや、Foxa1／2が遺伝子遠位の制御領域に結合するのに対してFoxa3は遺伝子近位のプロモーター部位に結合すること、その様に結合部位が全く異なるにもかかわらず全てのFoxaがほぼ同じ遺伝子セットを標的とすること、Foxa3がPol2と物理的に連動してgenebody上を移動し転写誘導を行なっていることなど、多くの新規の分子メカニズムを明らかにすることができた。

開催年月日： 2021年1月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：オンライン   国名：日本国  

ダイレクトリプログラミングは体細胞から直接、他系譜の細胞を誘導する技術であり、再生医療分野などへの応用が期待されている。多くの場合、細胞の運命転換を人工的に誘導するために、転写因子セットの強制発現という手法が用いられる。異所的に発現した複数種の転写因子が、互いにどの様に影響し合い、クロマチンに対してどの様にアプローチをすることで分化誘導を引き起こしているのか、その分子機序は未だ不明な部分が多い。 本研究ではHnf4αおよびFoxa1,2,3のいずれか１つという、２種の転写因子を導入することで誘導される誘導肝細胞様細胞（iHep細胞）をモデルとして[1]、ダイレクトリプログラミングの際に核内で起こるダイナミックな変化の解明を目標とした。導入した２種の転写因子、種々のヒストン修飾、RNAポリメラーゼII（Pol2）を標的としたChIP-seqやFAIRE-seqを行うことで、クロマチン状態の変化や転写関連分子の局在・挙動を解析すると同時に、RNA-seqによるトランスクリプトームの時系列的変化を計測することで、ダイレクトリプログラミング時の核内ダイナミクスを重層的なデータから解析した。 その結果、Foxaがパイオニア因子として働きクロマチンを開放することが、Hnf4αの結合を促進させ肝臓関連遺伝子の発現を亢進するという、あらかじめ予測された分子機構を実験的に確認することができた。また、リプログラミング過程で転写因子の結合位置が動的に変化することや、Foxa1および2が遺伝子遠位のエンハンサーと思われる部位に結合するのに対してFoxa3は遺伝子近位のプロモーター部位に結合すること、その様に結合部位が全く異なるにもかかわらず全てのFoxaがほぼ同じ遺伝子セットを標的とすること、Foxa3はPol2と連動してgenebody上を移動することで転写誘導を行なっていることなど、多くの新規の分子メカニズムを明らかにすることができた[2]。今回はそのなかでも特に、Foxaファミリー間の分子挙動の差異とFoxa3の特徴的な転写亢進の分子メカニズムについて紹介する。 [1] Sekiya S. & Suzuki A., (2011) Nature, 475, 390-393. [2] Horisawa K. et al., (2020) Mol. Cell, 79, 660-676.

開催年月日： 2020年2月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：静岡県熱海市   国名：日本国  

肝臓は代謝や解毒など生命の維持に必要不可欠な機能を担っている臓器であるが、一度肝硬変に なってしまうと正常肝に戻すことが困難であり、末期肝がんや、急性肝不全など肝機能の回復が必 要な患者に対して生体肝移植がほぼ唯一の治療法となっている。しかし、ドナーへの侵襲性の高さ や、移植した細胞への免疫反応などの問題から、代替治療法の開発が期待されている。これらの問 題点を解決し得る 1 つの手法が、患者本人の細胞からダイレクトリプログラミング法や人工多能性 幹細胞(induced pluripotent stem cells: iPS 細胞)を介して作製した肝細胞を利用した細胞移植療法 である。 所属研究室では、ダイレクトリプログラミング法を用いて、マウスの線維芽細胞に肝臓の発生・ 分化に必須な転写因子である Foxa1, 2, 3 のいずれか 1 つと Hnf4αを導入することで、肝細胞様細 胞(induced hepatocyte-like cells: iHep 細胞)の作製に世界で初めて成功した。iHep 細胞は生体の肝 細胞と似た性質を持ち、細胞移植や薬剤代謝試験などに使用できることから、肝疾患治療や薬剤開 発への貢献が期待される。 しかし、iHep 細胞へのダイレクトリプログラミングの過程における分子機序についてはほとん どが明らかとなっていない。そこで、私たちは分子機序の解明を目的に様々な解析を行ってきた。本 ワークショップでは、その結果についてご紹介したい。

開催年月日： 2020年2月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：静岡県熱海市   国名：日本国  

The liver is the central metabolic organ that produces energy for life activities and detoxifies various extrinsic and intrinsic harmful substances. Also, the liver is one of the organs capable of regeneration. After deletion of two-thirds of the total liver mass, the remaining liver tissue immediately enlarge and recover hepatic function. Remodeling of the metabolic process in the injured liver is a candidate of the responsible mechanism regulating liver regeneration. It is known that the concentration of various metabolites from the central metabolic pathways affects cellular states through the extensive epigenetic change of chromatin. Also, several metabolites including a group of lipid-derived molecules eicosanoids are known to work as signal mediators for cell proliferation. Moreover, because regenerative potential of the liver attenuates in the aging process, comparison of the regenerating livers between young and old mice could elucidate the molecular mechanism of liver regeneration. Thus, in this study, we performed a metabolomic analysis using liver samples obtained from young and old mice before and after the partial hepatectomy to elucidate the molecular machinery and discover the key metabolites regulating liver regeneration. In addition, we performed a trans-omic analysis using our metabolome data and a public transcriptome data set obtained from the regenerating liver. We present the data in this symposium and hope a lively discussion.

開催年月日： 2020年2月

記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：Fukuoka   国名：日本国  

The liver is the central metabolic organ that produces energy for life activities and detoxifies various extrinsic and intrinsic harmful substances. Also, the liver is one of the organs capable of regeneration. After deletion of two-thirds of the total liver mass, the remaining liver tissue immediately enlarge and recover hepatic function. Remodeling of the metabolic process in the injured liver is a candidate of the responsible mechanism regulating liver regeneration. It is known that the concentration of various metabolites from the central metabolic pathways affects cellular states through the extensive epigenetic change of chromatin. Also, several metabolites including a group of lipid-derived molecules eicosanoids are known to work as signal mediators for cell proliferation. Moreover, because regenerative potential of the liver attenuates in the aging process, comparison of the regenerating livers between young and old mice could elucidate the molecular mechanism of liver regeneration. Thus, in this study, we performed a metabolomic analysis using liver samples obtained from young and old mice before and after the partial hepatectomy to elucidate the molecular machinery and discover the key metabolites regulating liver regeneration. In addition, we performed a trans-omic analysis using our metabolome data and a public transcriptome data set obtained from the regenerating liver. We present the data in this symposium and hope a lively discussion.

開催年月日： 2019年6月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2019年6月 - 2020年6月

記述言語：日本語  

開催地：愛知県蒲郡市   国名：日本国  

開催年月日： 2019年6月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：愛知県蒲郡市   国名：日本国  

開催年月日： 2017年2月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：CIVI研修センター（東京）   国名：日本国  

我々は、2つの転写因子(Hnf4a および Foxa1, 2 または 3)を分化した体細胞に強制発現することで、iPS 細胞の様な初期化状態を経るこ となく、肝細胞様の性質を有する細胞(iHep 細胞)を直接的に誘導することに成功した。この様な細胞の人為的分化転換技術は「ダイレク トリプログラミング」と呼ばれ、再生医療への応用が期待されている。しかし、強制発現した転写因子がゲノム上で時空間的にどのような 挙動を取り、最終的に iHep 細胞の分化を引き起こすのか、その分子メカニズムはほとんど明らかになっていなかった。そのため我々は、 iHep 細胞のダイレクトリプログラミング現象の包括的な理解を目指し、リプログラミング過程にける導入転写因子の挙動、クロマチン状態 および遺伝子発現変動の解析を、次世代シークエンサーを用いることでゲノムワイドに行った。その結果、Foxa が先行して標的部位に結合し、 続いて リクルートした Hnf4a と協調的に働くことで肝細胞特異的な遺伝子発現状態を惹起するという、iHep 細胞誘導の分子メカニズムの一 端を明らかにした。また、これまで相同的に働くと考えられてきた Foxa ファミリー転写因子が、ファミリー間で非常に異なる挙動を示しつ つも、最終的には同じ肝細胞特異的遺伝子セットの発現を活性化することも見出した。今回得られた知見は、高効率かつ安全なヒト iHep 細 胞樹立を実現するうえで重要な情報であり、再生医療への貢献が期待される。

開催年月日： 2016年1月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：メルパルク熊本（熊本）   国名：日本国  

我々は、体細胞に2つの転写因子(Hnf4a および Foxa1, 2 または 3)を強制発現することで、iPS 細胞の様な初期化状態を経ることなく、分 化した肝細胞様の細胞(iHep 細胞)を in vitro で直接誘導することに成功した。この様な細胞の人為的分化転換技術は「ダイレクトリプログラ ミング」と呼ばれ、再生医療への応用が期待されている。しかし、転写因子の強制発現後、どのような細胞内の変化が iHep 細胞の分化を引き 起こすのか、詳細なメカニズムはほとんど明らかになっていなかった。我々は、転写因子導入に起因するエピゲノム変動が、ダイレクトリプロ グラミングを理解する鍵であると考え、ChIP-Seq を中心としたエピゲノム解析を推進してきた。その結果、転写因子導入から 48 時間後のリプ ログラミング初期の細胞(右図 , 48hr)において、H3K4me3 および H3K27me3 シグナルが共に上昇した bivalent 領域が生じ、iHep 細胞の樹 立に伴いその bivalent 状態が解消される可能性が示唆された。そこで本研究では、bivalent 領域を有する代表的な細胞である ES および iPS 細 胞とのエピゲノムの比較を行うと共に、bivalent 状態の誘導が強制発現した転写因子のゲノムへの結合に起因するものかを検証した。また、 Proximity ligation assay(PLA)を行い、転写因子導入 48 時間後の細胞における bivalent 領域の増減を実験的にも検証した。

開催年月日： 2015年2月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：千里ライフサイエンスセンター（大阪）   国名：日本国  

我々は、マウス胎仔線維芽細胞(MEF)にHnf4αおよびFoxA1~3のいずれかの2転写因子を強制発現する ことで、肝細胞様の性質を有するinduced hepatocyte-like cell(iHep細胞)の誘導に成功した。しかしダイ レクトリプログラミング過程、また樹立したiHep細胞におけるエピジェネティックな状態は全く不明であった。 そこで我々は、樹立したiHep細胞、および誘導過程(遺伝子導入48時間後)のiHep細胞を解析対象とし、ヒス トン修飾を始めとする多数のエピジェネティックマークに対する大規模なChIP-Seq解析、およびRNA-Seqに よる発現解析を行った。その結果、肝細胞に類似したiHep細胞の遺伝子発現プロファイルと、リプログラム過程 におけるH3K4me3、H3K27me3を始めとしたヒストン修飾の大規模変動を明らかにすることができた(口頭 発表:鈴木淳史)。本発表では、それらのデータを可視化して様々な遺伝子座で行った詳細な解析のうち、肝細胞およびMEFに特徴的に発現する代表的な遺伝子のlocusについての解析結果を報告する。この結果をもとに リプログラミング誘導因子と遺伝子発現変動、ヒストン修飾などとの関連性について議論を深めたい。

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：国立京都国際会館（京都）   国名：日本国  

近年、我々は、iPS細胞を経ずに直接分化転換を行うダイレクトリプログラミングという方法を用いて、マウス胎仔由来線維芽細胞にHnf4α、Foxa3、Gata6、Cdx2を組み合わせて導入することで、胎仔腸由来の前駆細胞と同様の性質を持つ細胞を誘導することに成功している（Miura and Suzuki, Cell Stem Cell, 2017）。この誘導腸前駆細胞は、球状のオルガノイド（Spherical organoid；SO）を形成し、腸幹細胞を含む成体型のオルガノイド（Budding organoid；BO）へと成長した。誘導した腸幹細胞は、４種類の腸上皮細胞に分化する能力（多分化能）を有し、かつ、長期間自己と同じ細胞を作り続ける能力（自己複製能）も有していた。また、網羅的遺伝子発現解析によって、これらのオルガノイドは生体由来の細胞とよく似た遺伝子発現を示すことも明らかになった。一方、誘導腸幹細胞由来のBOが成体マウスの腸幹細胞由来のBOと1細胞レベルで同様の遺伝子発現パターンを示すのかは明らかになっていない。そこで本研究では、誘導腸幹細胞由来のBOと成体マウスの腸幹細胞由来のBOのscRNA-seq解析を行い、1細胞レベルでの遺伝子発現パターンを比較した。その結果、誘導腸幹細胞由来のBOは成体マウスの腸幹細胞由来のBOとよく似た遺伝子発現パターンを示し、同様の細胞集団によって構成されていることがわかった。このことから、ダイレクトリプログラミング法を用いて細胞を作製することにより、生体由来の細胞と1細胞レベルで非常によく似た細胞の作製が可能になることが判明した。今後は、生体由来の細胞の代わりとして移植医療や創薬研究へ利用することが期待される。

開催年月日： 2023年3月

記述言語：日本語  

開催地：国立京都国際会館（京都）   国名：日本国  

近年、我々は、iPS細胞を経ずに直接分化転換を行うダイレクトリプログラミングという方法を用いて、マウス胎仔由来線維芽細胞にHnf4α、Foxa3、Gata6、Cdx2を組み合わせて導入することで、胎仔腸由来の前駆細胞と同様の性質を持つ細胞を誘導することに成功している（Miura and Suzuki, Cell Stem Cell, 2017）。この誘導腸前駆細胞は、球状のオルガノイド（Spherical organoid；SO）を形成し、腸幹細胞を含む成体型のオルガノイド（Budding organoid；BO）へと成長した。誘導した腸幹細胞は、４種類の腸上皮細胞に分化する能力（多分化能）を有し、かつ、長期間自己と同じ細胞を作り続ける能力（自己複製能）も有していた。また、網羅的遺伝子発現解析によって、これらのオルガノイドは生体由来の細胞とよく似た遺伝子発現を示すことも明らかになった。一方、誘導腸幹細胞由来のBOが成体マウスの腸幹細胞由来のBOと1細胞レベルで同様の遺伝子発現パターンを示すのかは明らかになっていない。そこで本研究では、誘導腸幹細胞由来のBOと成体マウスの腸幹細胞由来のBOのscRNA-seq解析を行い、1細胞レベルでの遺伝子発現パターンを比較した。その結果、誘導腸幹細胞由来のBOは成体マウスの腸幹細胞由来のBOとよく似た遺伝子発現パターンを示し、同様の細胞集団によって構成されていることがわかった。このことから、ダイレクトリプログラミング法を用いて細胞を作製することにより、生体由来の細胞と1細胞レベルで非常によく似た細胞の作製が可能になることが判明した。今後は、生体由来の細胞の代わりとして移植医療や創薬研究へ利用することが期待される。

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開催年月日： 2022年11月 - 2022年12月

記述言語：日本語  

開催地：幕張メッセ   国名：日本国  

開催年月日： 2022年11月 - 2022年12月

記述言語：日本語  

開催地：幕張メッセ   国名：日本国  

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開催年月日： 2022年8月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：KFC Hall & Rooms （東京）   国名：日本国  

肝細胞は、培養下で容易に脱分化し、「脱分化型肝細胞」として増殖・維持が可能なことが古くから知られている。また最近では、複数の低分子化合物が培養下における肝細胞の脱分化を促進することも判明した。我々は、低分子化合物を用いずに成体マウス由来肝細胞を培養し、長期増殖可能な脱分化型肝細胞 (dedifferentiated hepatocyte: dedi-Hep)を取得する方法を確立した。二次元培養下で増殖するdedi-Hepは、三次元培養下で凝集体を形成すると機能的な肝細胞への再分化が可能であり、これらを高チロシン血症モデルマウスの肝臓に移植すると、成熟した肝細胞として肝組織を再構築することも可能であった。一方、脱分化した肝細胞が肝臓以外の他系統細胞へ分化できるかについてはこれまで明らかになっていない。そこで本研究では、dedi-Hepを腸幹/前駆細胞の培養環境下におくことで、dedi-Hepが腸上皮細胞への分化能を有するかを解析した。その結果、dedi-Hepは内腔を有するオルガノイドを形成し、それらオルガノイドを形成する細胞は腸上皮細胞マーカーを発現することが判明した。また、形成されたオルガノイドを大腸炎モデルマウスに移植すると、大腸の上皮組織を長期間再構築することも可能であった。以上から、成体マウスの肝細胞は、培養下における脱分化を経て、腸幹/前駆細胞へその細胞運命を転換できることが明らかとなった。

開催年月日： 2022年8月

記述言語：日本語  

開催地：KFC Hall & Rooms （東京）   国名：日本国  

肝細胞は、培養下で容易に脱分化し、「脱分化型肝細胞」として増殖・維持が可能なことが古くから知られている。また最近では、複数の低分子化合物が培養下における肝細胞の脱分化を促進することも判明した。我々は、低分子化合物を用いずに成体マウス由来肝細胞を培養し、長期増殖可能な脱分化型肝細胞 (dedifferentiated hepatocyte: dedi-Hep)を取得する方法を確立した。二次元培養下で増殖するdedi-Hepは、三次元培養下で凝集体を形成すると機能的な肝細胞への再分化が可能であり、これらを高チロシン血症モデルマウスの肝臓に移植すると、成熟した肝細胞として肝組織を再構築することも可能であった。一方、脱分化した肝細胞が肝臓以外の他系統細胞へ分化できるかについてはこれまで明らかになっていない。そこで本研究では、dedi-Hepを腸幹/前駆細胞の培養環境下におくことで、dedi-Hepが腸上皮細胞への分化能を有するかを解析した。その結果、dedi-Hepは内腔を有するオルガノイドを形成し、それらオルガノイドを形成する細胞は腸上皮細胞マーカーを発現することが判明した。また、形成されたオルガノイドを大腸炎モデルマウスに移植すると、大腸の上皮組織を長期間再構築することも可能であった。以上から、成体マウスの肝細胞は、培養下における脱分化を経て、腸幹/前駆細胞へその細胞運命を転換できることが明らかとなった。

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開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（公募）  

開催地：オンライン   国名：日本国  

肝細胞は、培養下で容易に脱分化し、「脱分化型肝細胞」として増殖・維持が可能なことが古くから知られている。また最近では、複数の低分子化合物が培養下における肝細胞の脱分化を促進することも判明した。我々は、低分子化合物を用いずに成体マウス由来肝細胞を培養し、長期増殖可能な脱分化型肝細胞（dedifferentiated hepatocyte: dedi-Hep）を取得する方法を確立した。二次元培養下で増殖するdedi-Hepは、三次元培養下で凝集体を形成すると機能的な肝細胞への再分化が可能であり、これらを高チロシン血症モデルマウスの肝臓に移植すると、成熟した肝細胞として肝組織を再構築することも可能であった。一方、脱分化した肝細胞が肝臓以外の他系統細胞へ分化できるかについてはこれまで明らかになっていない。そこで本研究では、dedi-Hepを腸幹/前駆細胞の培養環境下におくことで、dedi-Hepが腸上皮細胞への分化能を有するかを解析した。その結果、dedi-Hepは内腔を有するオルガノイドを形成し、それらオルガノイドを形成する細胞は腸上皮細胞マーカーを発現することが判明した。また、形成されたオルガノイドを大腸炎モデルマウスに移植すると、大腸の上皮組織を長期間再構築することも可能であった。以上から、成体マウスの肝細胞は、培養下における脱分化を経て、腸幹/前駆細胞へその細胞運命を転換できることが明らかとなった。

開催年月日： 2022年3月

記述言語：日本語  

開催地：オンライン   国名：日本国  

肝細胞は、培養下で容易に脱分化し、「脱分化型肝細胞」として増殖・維持が可能なことが古くから知られている。また最近では、複数の低分子化合物が培養下における肝細胞の脱分化を促進することも判明した。我々は、低分子化合物を用いずに成体マウス由来肝細胞を培養し、長期増殖可能な脱分化型肝細胞（dedifferentiated hepatocyte: dedi-Hep）を取得する方法を確立した。二次元培養下で増殖するdedi-Hepは、三次元培養下で凝集体を形成すると機能的な肝細胞への再分化が可能であり、これらを高チロシン血症モデルマウスの肝臓に移植すると、成熟した肝細胞として肝組織を再構築することも可能であった。一方、脱分化した肝細胞が肝臓以外の他系統細胞へ分化できるかについてはこれまで明らかになっていない。そこで本研究では、dedi-Hepを腸幹/前駆細胞の培養環境下におくことで、dedi-Hepが腸上皮細胞への分化能を有するかを解析した。その結果、dedi-Hepは内腔を有するオルガノイドを形成し、それらオルガノイドを形成する細胞は腸上皮細胞マーカーを発現することが判明した。また、形成されたオルガノイドを大腸炎モデルマウスに移植すると、大腸の上皮組織を長期間再構築することも可能であった。以上から、成体マウスの肝細胞は、培養下における脱分化を経て、腸幹/前駆細胞へその細胞運命を転換できることが明らかとなった。

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開催年月日： 2019年10月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：福岡市   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2013年12月

記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

開催地：神戸   国名：日本国  

開催年月日： 2010年8月

記述言語：日本語  

開催地：東京   国名：日本国  

記述言語：日本語  

記述言語：日本語  

記述言語：英語   出版者・発行元：(一社)日本再生医療学会  

記述言語：日本語   出版者・発行元：(公財)上原記念生命科学財団  

記述言語：日本語   出版者・発行元：(公財)金原一郎記念医学医療振興財団  

＜文献概要＞本稿では,終末分化した体細胞から人為的な分化転換により,細胞の初期化を介さずに直接的に別の系譜の細胞を誘導する"ダイレクトリプログラミング"について,その背景で働く転写・クロマチン制御に関する最新知見を概説し,今後の研究を展望する。

種別：大会・シンポジウム等 

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種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：2

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：1

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：2

種別：学会・研究会等 

種別：査読等 

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種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：4

種別：大会・シンポジウム等 

参加者数：70

種別：大会・シンポジウム等 

参加者数：230

種別：大会・シンポジウム等 

参加者数：153

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：1

種別：査読等 

外国語雑誌　査読論文数：1

医学部　３年次早期研究室配属生の指導

医学部　３年次早期研究室配属生の指導

医学部　３年次早期研究室配属生の指導

医学部　３年次早期研究室配属生の指導

医学部　３年次早期研究室配属生の指導