図 1 ショウジョウバエ発育過程における成長曲線。生物の大きさは成長率と成長期間により規定される。成長は外来的要因により影響を受けるが、内分泌ホルモンによる調節で柔軟に適応できる仕組みを備えている

図 2 個体成長に異常をきたすショウジョウバエ変異体。成長促進作用のあるインスリン欠損個体では、体サイズが小さくなる。脳インスリン産生細胞（ IPCs ）除去個体とインスリン受容体（ DInR ）変異体を示す。

図 3 ショウジョウバエ幼虫の大脳組織。神経幹細胞を緑色、インスリン産生細胞（ IPCs ）を赤色で示す。

研究・教育の 概要

多 く の 多 細 胞 生 物 は 、 成 長 過 程 に お い て 器 官 や 体 の 大 き

さ が 遺 伝 学 的 に 決 め ら れ て い ま す 。 一 方 で 、 細 胞 の 増 殖 や

発 育 の タ イ ミ ン グ は 、 温 度 や 栄 養 源 と い う 外 部 環 境 に よ っ

て も 影 響 を 受 け ま す 。 一 定 の 姿 形 を 持 つ 動 物 の 発 育 は 、 外

界 シ グ ナ ル に 対 す る 感 知 シ ス テ ム と 、 そ れ に 対 す る 組 織 間

シ グ ナ ル 伝 達 に よ り 、 柔 軟 に 適 応 で き る よ う に な っ て い ま

す 。 本 研 究 室 で は 、 シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ と 哺 乳 類 培 養 細 胞 を

モ デ ル 系 と し て 、 代 謝 制 御 に よ る 成 長 と 発 育 タ イ ミ ン グ の

制 御 機 構 に つ い て 研 究 を 行 っ て い ま す 。 特 に 、 生 化 学 お よ

び 遺 伝 学 的 な ア プ ロ ー チ で 、 栄 養 源 認 識 シ ス テ ム と 細 胞 間

シ グ ナ ル 伝 達 の 実 体 に つ い て 、 体 系 的 な 理 解 を 目 指 し て い

ま す 。

主 な 研 究 テ ー マ

１ ） 内分泌ホルモンによる個体成長と発育タイミングの制御

シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ は 幼 虫 期 に お い て 、 栄 養 依 存 的 に 数 百 倍

の 大 き さ に 成 長 し ま す 。 あ る 一 定 の 大 き さ に 成 長 す る と 、

末 梢 組 織 の サ イ ズ や 貯 蔵 栄 養 分 な ど 、 様 々 な 要 因 に よ る 制

御 機 構 に よ り 、 幼 虫 は 摂 食 を 停 止 し 、 蛹 期 へ の 変 態 が 誘 導

さ れ ま す （ 図 1 ） 。 個 体 成 長 と 発 育 の タ イ ミ ン グ は 、 イ ン

ス リ ン や ス テ ロ イ ド ホ ル モ ン を 中 心 と し た 内 分 泌 シ グ ナ ル

に よ り 、 厳 密 に 制 御 さ れ て い ま す （ 図 2 ） 。 私 た ち は 、 栄

養 依 存 的 な 個 体 成 長 と 、 成 長 に 伴 う 発 育 タ イ ミ ン グ の 制 御

に 関 わ る シ グ ナ ル 伝 達 機 構 を 解 析 し て い ま す 。 ま た 、 成 長

を 促 進 す る 内 分 泌 ホ ル モ ン の 発 現 を 誘 導 す る 餌 中 の 栄 養 成

分 の 同 定 や 内 在 的 ・ 外 来 的 要 因 の 関 わ り に つ い て 解 析 し て

い ま す 。

２ ） 発育進行と環境適応における糖代謝の重要性生 物 個 体 の 発 育 過 程 に お い て 、 成 長 と 代 謝 、 そ し て 発 育 タ

イ ミ ン グ が 複 雑 に 関 わ り 合 い 、 最 終 的 な 生 物 個 体 の サ イ ズ

が 規 定 さ れ ま す （ 図 1 ） 。 私 た ち は 、 発 育 進 行 と 環 境 適 応

に お け る 、 糖 代 謝 の 重 要 性 と 内 分 泌 ホ ル モ ン に よ る 代 謝 調

節 の 仕 組 み を 解 析 し て い ま す 。 特 に 血 糖 ト レ ハ ロ ー ス と 貯

蔵 糖 グ リ コ ー ゲ ン に 着 目 し 、 幼 虫 期 か ら 非 摂 食 期 で あ る 蛹

期 へ の 発 育 進 行 に お け る 生 理 的 役 割 を 解 析 し て い ま す 。

３ ） 神経幹細胞の分裂開始と停止機構発 生 過 程 に お い て 、 組 織 は 時 期 特 異 的 に 増 殖 分 化 を 行 い ま

す 。 私 た ち は 、 発 生 過 程 特 異 的 な 細 胞 増 殖 の 制 御 機 構 を 理

解 す る こ と を 目 的 と し 、 シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ 神 経 幹 細 胞 に 着

目 し て い ま す 。 シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ の 成 虫 脳 は 神 経 幹 細 胞 を

持 た ず 、 全 て の 神 経 細 胞 は 幼 虫 期 と 蛹

期 に 生 み 出 さ れ ま す （ 図 3 ） 。 神 経 幹

細 胞 が ど の よ う な 機 構 で 分 裂 を 開 始 し 、

ま た 分 裂 を 止 め る の か 、 中 枢 脳 神 経 幹

細 胞 を モ デ ル 系 と し て 解 析 を 行 っ て い

ま す 。

主 な 発 表 論 文 ・ 著 作

[1] Yoshida M. et al., Sci Rep, 6, 30582, 2016[2] Okamoto N. et al., Dev Cell, 35, 295-310,

2015[3] Matsuda H. et al., J Biol Chem, 290,

1244-1255, 2015[4] Okamoto N. et al., Genes Dev, 27, 87-97,

2013[5] Okamoto N. et al., PNAS, 109, 2406-

2411, 2012[6] Wirtz-Peitz F. et al., Cell, 135, 161-173,

2008[7] Nishimura T. et al., Dev Cell, 13, 15-28,

2007[8] Nishimura T. et al., Nat Cell Biol, 7, 270-

277, 2005[9] Nishimura T. et al., Nat Cell Biol, 6, 328-

334, 2004[10] Nishimura T. et al., Nat Cell Biol, 5, 819-

826, 2003

細胞成長学

教育連携研究室

客 員 准 教 授 ： 西 村 隆 史 ： t-nishimura@cdb.riken.jp

http: //www.cdb.r iken. jp/research/laboratory/nishimura.html