生命理工学系 News

田川陽一研究室 ―研究室紹介 #55―

最小哺乳類システムの構築

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2018.08.31

生命理工学系にはライフサイエンスとテクノロジーに関連した様々な研究室があり、基礎科学と工学分野の研究のみならず、医学や薬学、農学等、幅広い分野で最先端の研究が活発に展開されています。

研究室紹介シリーズでは、ひとつの研究室にスポットを当てて研究テーマや研究成果を紹介。今回は、最小哺乳類システムの構築について研究する、田川陽一研究室です。

准教授 田川陽一

生命理工学コース
准教授 田川陽一別窓

キーワード 人工生命体、疾患モデル、合成生物学、再生医学
Webサイト 田川陽一研究室別窓

研究紹介

これまでの細胞生物学は、一種類の細胞を培養して研究に使われてきました。当研究室では、複数の細胞種で構成された組織を体外で再現、さらに組織同士を連結した集合体を生命システムとすることを目指しています。

我々生命体が生きているというのは、外界と非平衡状態を維持しているということです。そのためには、巧みな方法で代謝をおこないエネルギーを産生しています。また、バクテリアは一つの細胞で生命体ですが、我々哺乳類は、多種類の細胞から組織された個体が生命体です。しかし、出発はたった一つの受精卵から始まり、モノクローナルです。我々は、胚性幹(ES)細胞やiPS細胞から分化誘導、つまり、代謝に必要な組織を構築し、マイクロ流体デバイスを用いた人工生命体(最小哺乳類)の開発を目指しています。将来的には、動物実験代替法や前臨床試験への応用を期待しています。

哺乳類の最小化システム

図1.哺乳類の最小化システム

研究成果

代表論文

ES細胞・iPS細胞由来肝組織、またはその他の人工肝臓モデル

  • [1] Ogawa, S., Y. Tagawa, A. Kamiyoshi, A. Suzuki, J. Nakayama, Y. Hashikura, and S. Miyagawa: Crucial roles of mesodermal cell lineages in a murine embryonic stem cell-derived in vitro liver organogenesis system. Stem Cells 23:903-913,2005
  • [2] Tsutsui, M., S. Ogawa, Y. Inada, E. Tomioka, A. Kamiyoshi, S. Tanaka, T. Kishida, M. Nishiyama, M. Murakami, J. Kuroda, Y. Hashikura, S. Miyagawa, F. Satoh, N. Shibata, and Y. Tagawa: Characterization of cytochrome P450 expression in murine embryonic stem cell-derived hepatic tissue system. Drug Metab. Dispos. 34:696-701, 2006
  • [3] Sakai, H., Y. Tagawa, M. Tamai, H. Motoyama, S. Ogawa, J. Soeda, T. Nakata, S. Miyagawa: Isolation and characterization of portal branch ligation-stimulated Hmga2-positive bipontent hepatic progenitor cells. Biochem. Biophys. Res. Commun. 403:298-304. 2010
  • [4] Tamai, M., A, Yamashita, and Y. Tagawa: Mitochondrial development of the in vitro hepatic organogenesis model with simultaneous cardiac mesoderm differentiation from murine induced pluripotent stem cells. J. Biosci. Bioeng. 112:495-500,2011
  • [5] Toyoda, Y., M. Tamai, K. Kashikura, S. Kobayashi, Y. Fujiyama, T. Soga, and Y. Tagawa: Acetoaminophen-induced hepatotoxicity in a liver tissue model consisting of primary hepatocytes assembling around an endothelial cell network. Drug Metab. Dispos. 40:169-177, 2012
  • [6] Tamai, M., E. Adachi, and Y. Tagawa: Characterization of a liver organoid tissue composed of hepatocytes and fibroblast in dense collagen fibrils. Tissue Engineering part A 19:2527-2535, 2013
  • [7] Shang, Y., M. Tamai, R. Ishii, N. Nagaoka, Y. Yoshida, M. Ogasawara, J. Yang, and Y. Tagawa: Hybrid sponge comprised of galactosylated chitosan and hyaluronic acid mediates the co-culture of hepatocytes and endothelial cells. J. Biosci. Bioeng. 117:99-106, 2014
  • [8] Ahn, S., M. Tamai, K. Nakashima, M. Ito, T. Suzuki, and Y. Tagawa: An in vitro liver model consisting of endothelial vascular networks surrounded by human hepatoma cell lines allows for improved hepatitis B virus replication. J. Biosci. Bioeng. in press.

発生工学

  • [1] Tagawa Y., K. Sekikawa, and Y. Iwakura. : Suppression of concanavalin A-induced hepatitis in IFN-g(-/-) mice, but not in TNF-a(-/-) mice: role for IFN-g in activating apoptosis of hepatocytes. J. Immunol. 159:1418-1428, 1997
  • [2] Yoshimoto, T., H. Okamura, Y. Tagawa, Y. Iwakura, and K. Nakanishi. : Interleukin-18 together with interleukin-12 inhibits IgE production by induction of interferon-g production from activated B cells. Prc. Natl. Acad. Sci. U S A. 94:3948-3953, 1997
  • [3] Shimada, S., M. Kawaguchi-Miyashita, A. Kushiro, T. Sato, M. Nanno, T. Sako, Y. Matsuoka, K. Sudo, Y. Tagawa, Y. Iwakura, and M. Ohwaki. 1999. Generation of polymeric immunoglobulin receptor-deficient mouse with marked reduction of secretory IgA. J. Immunol. 163:5367-5373, 1999
  • [4] Tanaka, J., H. Ozaki, J. Yasuda, R. Horai, Y. Tagawa, M. Asano, S. Saijo, M. Imai, K. Sekikawa, M. Kopf, and Y. Iwakura. : Lipopolysaccharide-induced HIV-1 expression in transgenic mice is mediated by tumor necrosis factor-α and interleukin-1, but not by interferon-g nor interleukin-6. AIDS 14:1299-1307, 2000
  • [5] Denda, K., K. Nkano-Wakabayashi, N. Okamoto, N. Kitamura, J. Ryu, Y. Tagawa, T. Ichisaka, S. Yamanaka, and M. Komada:Nrk, an X-linked protein kinase in the germinal center kinase family, is required for placental development and fetoplacental induction of labor. J. Biol. Chem.286:28802-28810, 2011
  • [6] Ryu, J.-Y., A. Siswanto, K. Harimoto, and Y. Tagawa: Chimeric analysis of EGFP and DsRed2 transgenic mice demonstrates polyclonal maintenance of pancreatic acini. Transgenic Res. 22:549-556, 2013
  • [7] Aikawa, H., M. Tamai, K. Mitamura, F. Itmainati, G. N. Barber, and Y. Tagawa: Innate immunity in an in vitro murine blastocyst model using embryonic and trophoblast stem cells. J. Biosci. Bioeng.117:358-365, 2014

主な日本語総説

  • [1] 田川陽一編 創立90周年記念特別企画 特集「こんな研究にもES細胞やiPS細胞が役に立つ -ノックアウトマウス、再生医療、毒性試験だけではない-」 生物工学会誌. 90:546-561, 2012
  • [2] 三田村圭祐、田川陽一:RNaseの豊富な組織からのRNA抽出のコツ 実験医学 30:2641-2647, 2012
  • [3] 田川陽一編 特集「発生工学」 生物工学会誌. 81:343-360, 2003
  • [4] 田川陽一、浅野雅秀、岩倉洋一郎 :遺伝子ノックアウトマウスの作製法. 細胞工学. 14, 946-955. 1995.

教員紹介

田川陽一 准教授 博士(理学)

1994年 3月 東京大学大学院理学系研究科生物化学専攻博士課程単位取得退学
1994 - 1997年 東京大学医科学研究所教務職員
1997 - 1998年 ベルギー・ルーベン大学レガ研究所博士研究員
1998 - 2001年 信州大学医学部助手
2001 - 2003年 信州大学医学部講師
2003 - 2005年 信州大学ヒト環境科学研究支援センターおよび大学院医学研究科助教授
2005 - 2007年 東京工業大学大学院生命理工学研究科助教授
2007 - 2010年 東京工業大学フロンティア研究センター准教授
2013年より 現職
2006 - 2010年 科学技術振興機構さきがけ研究者を兼任
所属学会
日本バイオマテリアル学会、日本デザイン生命工学研究会、肝細胞研究会、日本組織培養学会、日本インターフェロン・サイトカイン学会、日本再生医療学会、日本分子生物学会

教員からのメッセージ

田川准教授より

研究が趣味になるような人、集まれ!

お問い合わせ先

准教授 田川陽一
すずかけ台キャンパス
B2棟12階 1221号室(教員室)
実験室 :B2棟 6階 630号室・12階 1222号室
実験室2:S1棟 4階 410号室・420号室
E-mail : ytagawa@bio.titech.ac.jp

※この内容は掲載日時点の情報です。最新の研究内容については研究室サイト別窓をご覧ください。

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