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大石　久史 (オオイシ　ヒサシ)

  • 医学研究科病態モデル医学分野　教授
メールアドレス： hoishimed.nagoya-cu.ac.jp
Last Updated :2024/04/01

研究者情報

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研究キーワード

  • 疾患モデル   生殖医学   発生学   

研究分野

  • ライフサイエンス / 実験動物学
  • ライフサイエンス / 解剖学

経歴

  • 2016年11月 - 現在  名古屋市立大学大学院医学研究科教授

所属学協会

  • 日本生化学会   日本分子生物学会   日本解剖学会   日本実験動物学会   

研究活動情報

論文

講演・口頭発表等

  • Generation and Characterization of Reporter Mice to Monitor Pdx1 and Mafa Promoter Activity  [通常講演]
    Wataru Nishimura; Nobuaki Funahashi; Haruhide Udagawa; Miho Kawaguchi; Takao Nammo; Hisashi Oishi; Satoru Takahashi; Kazuki Yasuda
    ENDOCRINE REVIEWS 2014年06月 ENDOCRINE SOC
  • Bioluminescence Imaging of Novel BAC Transgenic Mice Expressing Luciferase Reporter Under the Control of the Insulin Locus  [通常講演]
    Hisashi Oishi; Tokio Katsumata; Yukari Sekiguchi; Haruka Nagasaki; Masatsugu Ema; Takashi Kudo; Satoru Takahashi
    DIABETES 2012年06月 AMER DIABETES ASSOC

MISC

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2023年04月 -2026年03月 
    代表者 : 大石 久史; 齋藤 伸治; シャウキ ホッサム
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    研究期間 : 2022年04月 -2026年03月 
    代表者 : 杉浦 真弓; 奥野 友介; 松浦 栄次; 大石 久史
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2020年04月 -2024年03月 
    代表者 : 齋藤 伸治; 加藤 洋一; 大石 久史; 嶋田 逸誠; 宮 冬樹
     
    巨脳症患者を対象としたパネル解析を引き続き実施し、2021年度は9例に実施した。その結果、PTEN遺伝子変異を2例、PIK3CA変異モザイク例を1例同定した。患者情報として臨床情報とMRIを収集し、遺伝子変異情報と共にデータベースを更新した。 脳オルガノイドを用いた実験では、正常iPS細胞から遺伝子編集を行い、PNPLA8、SZT2、MYCNの機能喪失型変異を導入し、脳オルガノイドの作成を行った。脳オルガノイドにおいては皮質発生を再現することができた。特に、PNPLA8のKO脳オルガノイドについて詳しく検討ができ、脳皮質形成障害の原因として外側ラジアルグリア（oRG）の分裂能が低下していることを明らかにした。さらにその原因としてミトコンドリア機能の障害を明らかにした。これらの実験によりiPS細胞から脳オルガノイドを作成し、脳皮質発生に関する一連の実験を行う実験系を確立した。 さらに、ヒト患者からのiPS細胞の作成をPNPLA8およびMYCNに変異を有する患者から行った。PNPNL8患者由来iPS細胞の樹立に成功し、さらに脳オルガノイドを作成し、患者にみられた病態の再現に成功した。さらに、遺伝子改変iPS細胞由来の脳オルガノイドと表現型が共通することを確認した。MYCNについては現在実験が進行中である。 モデルマウスとしては引き続き、MYCNの機能亢進型変異および機能喪失型変異マウスについての解析を行った。機能亢進型モデルマウスではヒト患者で見られた巨脳症が再現され、その原因として胎生期の神経幹細胞の分化と増殖のバランスが乱れることと神経細胞の遊走が関連することを明らかにした。上述した患者由来iPS細胞を用いた脳オルガノイド実験と組み合わせることで、病態の改名の基盤を構築することができた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2020年07月 -2022年03月 
    代表者 : 齋藤 伸治; 大石 久史
     
    VPS35L関連Ritscher-Schinzel症候群（RSS）について、既に報告した家系に加えて、日本人患者1例、フランス人患者1例、オランダ人患者1例を集積することができ、世界中の患者の集積ができた。MAGEL2の変異はSchaaf-Yang症候群（SYS）については日本人症例25例について詳細な臨床情報を得た。これらの疾患のデータベースを構築した。retriever複合体のコアサブユニットVps35lの組織特異的ノックアウトマウス（中枢神経および間葉系幹細胞）を作成し、VPS35L関連RSSの症状を再現した。そのメカニズムとして膜蛋白の異常を明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 
    代表者 : 田中 靖人; 佐藤 悠介; 大石 久史
     
    C型肝炎ウイルス（HCV）排除後あるいは脂肪性肝炎において、肝線維化は重要な肝発癌や予後不良リスク因子である。線維化促進サイトカインTGFβとTLL1による肝線維化・肝発癌メカニズム、コラーゲン遺伝子の発現を抑制するmiR-6133-5pの線維化制御機構を検討した。miR-6133-5pは細胞内の主要なシグナル伝達経路のリン酸化を抑制すること、JNKの上流に作用することが明らかとなった。肝細胞特異的hTLL1高発現マウス系統を樹立し、肝発癌への影響を検討した。マイクロ流体デバイスiLiNPによるsiRNA搭載脂質ナノ粒子（LNP）について、最適なLNPを同定し、マウス肝臓での安全性を検証した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2018年04月 -2021年03月 
    代表者 : 杉浦 真弓; 大石 久史
     
    流死産を繰り返す不育症の原因は抗リン脂質抗体、染色体均衡型転座、子宮奇形、胎児染色体数的異常である。本研究では、真の原因不明で10回以上繰り返す難治性習慣流産Super流産患者とその両親のトリオ解析とマウスゲノム編集による新しい手法により原因遺伝子を同定する。 5家系の全エクソントリオ解析を行った。非同義置換、スプライス変異、ストップゲイン、フレームシフト変異に着目し、各患者に13-27候補遺伝子を絞り込んだ。各家系に共通の遺伝子はみられなかった。TDRD15, RUFY3（家系4）に、PIPTNM1, OR9K2（家系2）にサンガー法により新規変異を確認した。家系1, 4, 7について検体採取を再度行い、成育医療研究センター周産期病態研究部秦健一郎部長により全エクソン解析を行い、研究の方向性についてDiscussionを行った。 RUFY3は、新潟大学五十嵐道弘教授らがRufy3欠損マウス作成を報告したため、共同研究として受精卵の提供を受けた。Rufy3は、スモールGTPaseのアダプタープロテインの一つRap2に結合し、Tiam2/STEFを活性化して、神経極性とアクソン伸長を制御することがわかっている（Honda A et al, J Biol Chem 2017）。全身性のRufy3遺伝子欠損マウスは生直後に死亡してしまうため、ヘテロメスマウスの妊娠、出産について、新潟大学において予備的検討を行った（新潟大が論文準備中）。 Tcf23は、プロゲステロン依存性に子宮内膜間質細胞の脱落膜化に関与することが示唆されている（Kommagani R et al, Biol Reprod 2014）。マウス子宮内膜の免疫染色では、間質細胞特異的にTcf23の発現を認めた。Tcf23遺伝子の機能を調べるために欠損マウスを作製し、ホモ欠損マウスの誕生を確認した。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2018年06月 -2020年03月 
    代表者 : 齋藤 伸治; 大石 久史; 永田 浩一
     
    巨脳症、特異顔貌、指趾異常（両側多指症）、神経芽腫を示す患者を対象として全エキソーム解析を実施し、MYCN遺伝子にde novoのミスセンス変異（c.173C>T; P.Thr58Met）を同定した。変異の意義を明らかにするために、HEK293T細胞に変異蛋白を発現させたところ、T58のリン酸化が変異体では消失していた。T58のリン酸化はMYCNのユビキチン化による分解に必須のリン酸化であり、変異によりT58リン酸化が失われることで蛋白分解が障害され、変異蛋白が蓄積することが予想される。そこで、マウスから樹立した神経幹細胞を用いて、変異蛋白の安定性を調べたところ、変異蛋白では安定性が増加し、さらに、下流のCCND1およびCCND2の発現が増加していることを明らかにした。CCND1およびCCND2の機能亢進は既存の巨脳症の原因であることが知られている。したがって、患者に同定された変異はMYCNの安定性を亢進することで、下流遺伝子の発現増強を介して巨脳症を引き起こすことを明らかにした。 さらに、野生型MYCNと変異型MYCNを子宮内胎仔脳遺伝子導入法によりマウス脳に導入したところ、どちらも神経細胞の増殖を促進することを明らかにした。この結果は変異MYCNが機能を維持していることを示す。これらの結果から、患者に同定された変異は機能亢進型変異であり、MYCNの機能亢進型変異が新規巨脳症症候群の原因となることを世界で初めて明らかにした。同時に、野生型MYCNおよび変異型MYCNをマウス発生期の脳で過剰発現させたところ、神経細胞の遊走が障害され、MYCNは神経細胞の遊走においても重要な役割を果たしていることを明らかにした。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    研究期間 : 2017年06月 -2020年03月 
    代表者 : 大石 久史
     
    インスリン転写を体外から非侵襲にモニター可能なスクリーニング系の確立：生体発光を用いて非侵襲的に繰り返し検出し，定量可能なスクリーニング系を構築した。これまでに、マウスインスリン1プロモーター下にルシフェラーゼ遺伝子が誘導されるレポーターマウス(MIP-Lucマウス)を作製したが、平成30年度は、このマウスにβ細胞関連転写因子であるPdx1、NeuroD、MafAの3遺伝子の導入によって、最も強力にインスリン転写を誘導可能なことを確認した。 スクリーニング系を応用したβ細胞変換因子の網羅的解析：上記3遺伝子を肝臓に導入したところ、インスリン発現は一過性で、誘導後数週間で肝臓細胞に戻ってしまった。また、明らかなこのグルコース応答性を認めなかったため、この2つの問題点を克服し、更なる効率的なダイレクト・リプログラミングを誘導する ために、MIP-GFPマウスの肝臓に、上記3遺伝子を導入し、導入後1週、2週で、肝GFP陽性細胞のマイクロアレイ解析を行い、Q-PCRで確認を行った。いくつかの新たなリプログラミング因子の候補を同定し、その発現アデノウイルスを作製し、先の3遺伝子とともにMIP-Lucマウスに導入した。その結果、Isl1遺伝子が、さらにインスリン転写を誘導可能なことがわかり、現在、インスリン分泌がどの程度延長されるのか、グルコース応答性を有するのか、また実際の糖尿病モデルマウスに対する治療効果について検討を行っている。 ポリシストロニックPdx1、NeuroD、MafA発現ウイルスの作製：3遺伝子の発現効率を高めるために、P2A配列で3遺伝子を繋いだ構築のアデノウイルスベクターを作製し、期待通り、約3倍程度の発現上昇を認めた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(A)
    研究期間 : 2015年04月 -2018年03月 
    代表者 : 征矢 英昭; McHugh Thomas; 功刀 浩; 大石 久史; 岡本 正洋; 松井 崇
     
    ストレスや運動不足は身心の活力低下を招き、認知を司る海馬の機能低下を招いている。この解決には、意欲的に継続可能な認知機能を高める運動処方の開発が必要である。そこで本研究では、低強度運動（LE）および高強度インターバルトレーニング (HIT) の効果をヒトと動物の双方で検証した。その結果、HITはLE同様認知機能向上に奏功することを掴んだ。さらに、一過性のLEが海馬機能を高めることをヒトでも実証した。加えて、習慣的なLEは病態モデル動物で低下した認知機能の改善にも有用であることを示した。これらの知見は運動処方確立にむけた臨床応用への基盤的知見になると期待される。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2014年04月 -2017年03月 
    代表者 : 大石 久史; 高橋 智
     
    本研究課題では、膵内分泌細胞における大Maf群転写因子のβ細胞における機能の類似点と相違点を明らかにした。MafA(-/-)マウスとβ細胞特異的MafB(-/-)マウス、MafA(-/-)MafB(+/-)マウスの3系統の比較を行なって、MafAはβ細胞の発生に関与しないものの機能的成熟に重要であること、逆にMafBはβ細胞の正常発生に重要であるものの、β細胞特異的MafB(-/-)マウスは成獣において明らかな表現型を示さないことを明らかにした。 さらに治療応用を目的に、肝臓細胞に、他のβ細胞関連遺伝子とMafAまたはMafBを遺伝子導入したところ、MafAの方がβ様細胞誘導効率が優れていた。
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    研究期間 : 2011年 -2013年 
    代表者 : 大石 久史; 高橋 智
     
    本研究では、（1）膵内分泌細胞特異的大Maf群転写因子欠損マウス（MafA/MafB二重欠損マウス）を得るために必要な、floxed MafB マウスの作製。（2）In vivo imagingを使ったβ細胞の可視化による新生β細胞の定量的スクリーニング法の確立。（3）マウス肝組織からのインスリン産生細胞の誘導において、MafAとMafBの効果を比較し、MafAがより効率的に誘導可能であること の３つを明らかにした。

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