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2023/09/09

東京大学大学院薬学研究科の長井広樹博士研究員、三浦正幸教授、中嶋悠一朗講師らの研究グループが、栄養環境に応答した脱分化現象を同定


 東京大学大学院薬学系研究科の長井広樹博士研究員、三浦正幸教授、中嶋悠一朗講師らの研究グループは、同大学定量生命科学研究所、北海道大学、東北大学、大阪大学と共同で、ショウジョウバエ個体が絶食から回復した際に、腸管上皮における内分泌細胞が腸管幹細胞へと脱分化を起こし、腸管サイズの適応成長を促進することを明らかにしました。また、この栄養応答型の脱分化を司るメカニズムとして、食餌中のグルコースとアミノ酸の有無に反応して内分泌細胞でJAK-STATシグナルが活性化することの重要性を明らかにしました。
本研究成果は2023年9月8日付で科学雑誌Developmental Cell(オンライン版)に掲載されました。

掲載雑誌:Developmental Cell
論文題目:Nutrient-driven dedifferentiation of enteroendocrine cells promotes adaptive intestinal growth in Drosophila
著者:Hiroki Nagai, Luis Augusto Eijy Nagai, Sohei Tasaki, Ryuichiro Nakato, Daiki Umetsu, Erina Kuranaga, Masayuki Miura, and Yu-ichiro Nakajima
DOI番号:10.1016/j.devcel.2023.08.022
論文へのリンク
https://cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(23)00437-9
 
発表概要
 成熟した成体内の組織では、損傷や放射線照射などによって組織幹細胞が失われると、分化した細胞が幹細胞へと脱分化することで損傷再生を促進します。これまで、組織再生や組織がん化における脱分化が知られていた一方で、生物が自然界で生きていく中で起こりうる生理的な環境変動に対して脱分化が起こりうるかは不明でした。本研究では、ショウジョウバエ成虫の腸管において、蛹から羽化した直後の食餌摂取、あるいは絶食後の再摂食時に腸管幹細胞が増加することに着目し、このとき腸管内分泌細胞が栄養摂取に応答して脱分化を起こしていることを見出しました。また、脱分化由来の幹細胞を腸管から除去する実験系を構築し、脱分化が栄養摂取に応じた幹細胞数の増加と、それに続く腸管サイズの増大に必須であることを示しました。さらに、この栄養依存的な脱分化現象を誘導するメカニズムとして、食餌中のグルコースとアミノ酸量に反応してJAK-STATシグナルが腸管内分泌細胞で活性化することの重要性を解き明かしました。
 食事摂取量に対する腸管サイズの適応反応は多様な生物種で観察されており、JAK-STATシグナルは哺乳類において損傷再生時の脱分化誘導を担っています。こうした知見から、本研究で発見した栄養依存的な脱分化現象は、ショウジョウバエのみならず、哺乳類を含む進化的に保存された機構であることが期待されます。
 
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