堤 璃水

四肢形態形成のin vitro再構築

私は、四肢の発生、再生、進化に興味を持って研究してきました。ヒトの四肢には、他の多くの四肢動物と同様、基部側(上腕骨、大腿骨)に骨が1つ、真ん中に2つ(尺骨・橈骨、脛骨・腓骨)、先端部には5本の指をなすたくさんの骨があります。一方、後肢が長く伸びることはヒトの体の大きな特徴の一つで、これが直立二足歩行を可能にしています。このような位置・種特異的な四肢の形作りは、どのように決まっているのでしょうか。
本質的には、体の形を決めるのはゲノムの文字情報と、細胞内外の環境です。現在、完全なゲノム配列が読まれ、四肢形態形成を司る重要な分子もわかっていますが、ゲノムから生き物の形を予測したり、ゲノム配列を編集して好きな生き物の形をデザインしたりといったことはできません。その意味で、体の形の「設計図」としてのゲノムを理解したというには依然至っていません。
この問題のとっかかりとなるのが、異なるゲノムを持つ種は異なる形を作るということと、異なる形作りは異なる細胞挙動の総体としてもたらされるということだと考えます。その上で、細胞環境の操作や細胞挙動の観察が容易であり、マウスやヒトを含む複数種の比較が可能な三次元幹細胞工学は強力なツールになると考えています。
私達は、マウス胚由来の肢細胞や、マウスやヒトの胚性幹細胞から分化させた肢細胞を三次元環境で培養し、四肢の形作りの側面を抽出、操作、比較して研究しています。このような研究が、四肢発生や進化学、四肢形成異常に関する医学的な知見や再生医療に寄与できると期待しています。

How might we build limbs in vitro informed by the modular aspects and tissue-dependency in limb development?
Tsutsumi R, Eiraku M
Front. Cell Dev. Biol., 2023 Volume 11

Maturating Articular Cartilage Can Induce Ectopic Joint-Like Structures in Neonatal Mice
Miura S, Tsutsumi R, Agata K, Endo T
Regenerative Engineering and Translational Medicine 2020 Volume 6, Issue 4, Pages 373-382

Evolutionary loss of foot muscle during development with characteristics of atrophy and no evidence of cell death
Tran MP, Tsutsumi R, Erberich JM, Chen KD, Flores MD, Cooper KL
eLife 2019 8:e50645.

Convergent metatarsal fusion in jerboas and chickens is mediated by similarities and differences in the patterns of osteoblast and osteoclast activities
Gutierrez HL*, Tsutsumi R*, Moore TY, Cooper KL
*Equal contributions
Development and Evolution 2019 Volume 21 Issue 6, Pages320-329.

Changing While Staying the Same: Preservation of Structural Continuity During Limb Evolution by Developmental Integration
Tsutsumi R, Tran MP, Cooper KL.
Integrative and Comparative Biology 2017 Dec Volume 57, Issue 6, Pages 1269-1280

[Evo-devo study in jerboa: mechanisms of making limbs of dessert bipedal rodents (in Japanese)]
Tsutsumi R, Cooper KL.
Jikken Igaku 2016 Volume 34, Issue 16, Pages 2736-2739

Functional joint regeneration is achieved using reintegration mechanism in Xenopus laevis
Tsutsumi R, Yamada S, Agata K.
(First/Co-corresponding author)
Regeneration 2016 Feb Volume 3, Issue 1, Pages 26-38

Epigenetic Modification Maintains Intrinsic Limb-Cell Identity in Xenopus Limb Bud Regeneration
Hayashi S, Kawaguchi A, Uchiyama I, Kawasumi-Kita A, Kobayashi T, Nishide H, Tsutsumi R, Tsuru K, Inoue T, Ogino H, Agata K, Tamura K
Developmental Biology 2015 Oct Volume 406, Issue 2, Pages 271-282

Reintegration of the regenerated and the remaining tissues during joint regeneration in the newt Cynops pyrrhogaster
Tsutsumi R, Inoue T, Yamada S, Agata K.
(First/ Co-corresponding author)
Regeneration 2015 Feb Volume 2, Issue 1, Pages 26-36

Lens regenerates by means of similar processes and timeline in adults and larvae of the newt Cynops pyrrhogaster
Inoue T, Inoue R, Tsutsumi R, Tada K, Urata Y, Michibayashi C, Takemura S, Agata K.
Devlopmental Dynamics 2012 Oct Volume 241, Issue 10 Pages 1575-1583

着任日

2019年11月1日