• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Exploration of shrimp hematopoietic stem cells using single-cell mRNA analysis technology with microfluidic devices

Research Project

Project/Area Number 20K15603
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40040:Aquatic life science-related
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology (2021-2022)
Tokyo University of Agriculture and Technology (2020)

Principal Investigator

Koiwai Keiichiro  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (10867617)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsシングルセル解析 / Drop-seq / 非モデル生物 / クルマエビ / 血球細胞 / ウイルス感染 / WSSV / 1細胞解析 / マイクロ流路 / ウイルス
Outline of Research at the Start

これまでも多くの研究者によりクルマエビ類細胞の初代培養の試みがなされてきたが、継代培養に成功した例がない。細胞の培養条件を明らかにするには、目的とする細胞がどのような分化機構を辿るかを理解することが重要である。 本研究では、末梢血液中および造血組織中に存在する血球細胞それぞれを、1細胞レベルで集団解析し細胞ごとの分化度を調べることで、どのように造血組織の造血幹細胞が末梢血液中の血球細胞へ分化するかを理解することを目的とする。シングルセル解析を行うことで高い解像度で細胞のサブポピュレーションを分類し、その中から目的の幹細胞の同定が可能になる。

Outline of Final Research Achievements

The result of single-cell analysis of kuruma shrimp hemosytes showed that hemocytes were classified into multiple cell groups, and marker genes specific to each group were obtained. Since the transcription amount of immune-related genes differed depending on the cell group, it was estimated that the immune function differed for each group. White spot syndrome virus infection increased or decreased the proportion of specific cell groups, particularly decreasing the proportion of cell groups expressing antibacterial peptides. In addition, multiple marker genes that can objectively classify kuruma shrimp hemocytes regardless of virus infection status were identified, and their mRNA expression patterns were successfully observed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果により、クルマエビのようなモデル生物と比較して細胞の分類に課題がある養殖対象魚介類の細胞でも、網羅的シングルセルmRNA解析を実施することで、体を構成する細胞の図鑑(細胞アトラス)を構築可能であることを明らかにしました。
また、ウイルス感染時に割合が減少する血球細胞集団が判明したため、この集団を増やす、もしくは、減らさないようにする飼育法や飼料添加物を開発することで、クルマエビ類養殖で問題となっているウイルス病の克服に繋がると期待されます。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] scRNA-seq analysis of hemocytes of penaeid shrimp under virus infection2023

    • Author(s)
      Koiwai Keiichiro、Kondo Hidehiro、Hirono Ikuo
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: N/A

    • DOI

      10.1101/2023.01.04.521844

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Single-cell RNA-seq analysis reveals penaeid shrimp hemocyte subpopulations and cell differentiation process2021

    • Author(s)
      Koiwai Keiichiro、Koyama Takashi、Tsuda Soichiro、Toyoda Atsushi、Kikuchi Kiyoshi、Suzuki Hiroaki、Kawano Ryuji
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10

    • DOI

      10.7554/elife.66954

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Single-cell RNA-seq analysis reveals penaeid shrimp hemocyte subpopulations and cell differentiation process2021

    • Author(s)
      Koiwai Keiichiro、Koyama Takashi、Tsuda Soichiro、Toyoda Atsushi、Kikuchi Kiyoshi、Suzuki Hiroaki、Kawano Ryuji
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2021.01.10.426076

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] バナメイエビ血球細胞の分類と分類マーカーの探索に向けた一細胞トランスクリプトーム解析2023

    • Author(s)
      原田真知, 小祝敬一郎, 近藤秀裕, 廣野育生
    • Organizer
      令和5年度日本水産学会大会春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] WSSVに感染したクルマエビ血球細胞のscRNA-seq解析2023

    • Author(s)
      小祝敬一郎, 近藤秀裕, 廣野育生
    • Organizer
      第23回マリンバイオテクノロジー学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] コロナ禍での新規実験系の立ち上げ実例2022

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      第22回マリンバイオテクノロジー学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 非モデル生物へのハイスループットシングルセルトランスクリプトーム解析適用実例2022

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      シングルセルゲノミクス研究会2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 水産学ってどんな分野があるの?~水産学若手の会を舞台に~2022

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Towats single cell mRNA analysis using fixed shrimp hemocytes2022

    • Author(s)
      Keiichiro Koiwai, Hidehiro Kondo, Ikuo Hirono
    • Organizer
      The 13th Asian Fisheries and Aquaculture Forum
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クルマエビ類横断的な血球細胞の分類に向けた一細胞mRNAシーケンシング解析2022

    • Author(s)
      原田真知, 小祝敬一郎, 近藤秀裕, 廣野育生
    • Organizer
      シングルセルゲノミクス研究会2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シングルセル解析で挑む非モデル生物の細胞分類2022

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ハイスループットシングルセルトランスクリプトーム解析の魚介類への適用とそこから得られる情報の活用2021

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      第21回マリンバイオテクノロジー学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Application of single-cell transcriptome analysis to fishery species2021

    • Author(s)
      Keiichiro Koiwai, Hidehiro Kondo, Ikuo Hirono
    • Organizer
      The Control of Aquatic Animal Diseases
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Microfluidic cell separation and genetic analysis of kuruma shrimp2021

    • Author(s)
      Tomoki Murakami, Keiichiro Koiwai, Hiroaki Suzuki
    • Organizer
      2021 21st International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 固定した細胞を用いたシングルセル解析に向けて2021

    • Author(s)
      小祝敬一郎, 近藤秀裕, 廣野育生
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 水産無脊椎動物へのシングルセルmRNA解析適用の実際と工夫2021

    • Author(s)
      小祝敬一郎
    • Organizer
      イルミナウェビナー
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 単細胞レベルでのクルマエビ血球細胞の機能および分化経路推定2021

    • Author(s)
      小祝敬一郎、小山喬、津田宗一郎、豊田敦、菊池潔、鈴木宏明、川野竜司
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] DLD法によるエビ血球細胞のサイズ別分離と評価2020

    • Author(s)
      村上友樹、小祝敬一郎、鈴木宏明
    • Organizer
      第7回サイボウニクス研究会 (2020)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] DLD法を用いたエビ血球細胞の分離と評価2020

    • Author(s)
      村上友樹、小祝敬一郎、鈴木宏明
    • Organizer
      第 12 回マイクロ・ナノ工学シンポジウム ONLINE
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 個人研究用HP

    • URL

      https://sites.google.com/view/koiwai/home

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属研究室HP

    • URL

      https://genome-lab.jp/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi