Study on the molecular basis that defines organ regenerative ability in an anuran amphibian (Xenopus laevis)
| Project/Area Number |
20K21517
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
久保 健雄 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10201469)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
|
|---|
| Keywords | アフリカツメガエル / 器官再生 / 再生芽 / Single cell RNA-seq / Crispr/cas9法 / Side population 法 / Il11 / マクロファージ / 再生 / FGF10 / インターロイキン11 / IL11受容体 / 未分化増殖細胞 / 器官再生能 / 増殖細胞 / 成体 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
アフリカツメガエル幼生は高い器官再生能をもつが、成体は四肢再生能をもたない。応募者は幼生尾再生芽の増殖細胞から、尾再生に必須であり、様々な組織の未分化細胞の誘導に働く因子（インターロイキン11）を同定した。ではなぜ、カエル成体は四肢再生能をもたないのか？本研究では、カエル成体切断肢の増殖細胞のトランスクリプトームを解析し、それを幼生尾増殖細胞と比較する。次いで、幼生尾再生芽の増殖細胞に比べて発現低下している遺伝子を、成体の切断肢に強制発現させることで、肢芽様構造を誘導できるか検討する。本研究は基礎生物学ばかりでなく、将来的には再生医学にも新しい視点を与える可能性がある挑戦的研究である。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
アフリカツメガエル幼生（オタマジャクシ）は高い器官再生能を持つが、その再生能は成体（カエル）では失われる。研究代表者らはこれまで、ツメガエルの器官再生能を規定する分子的要因に関する研究を実施し、特に、インターロイキン11（Il11）が幼生尾再生に重要な役割を担うことを報告してきた。研究期間全体を通じて得られた研究成果は以下の通りである。(1) 切断された幼生肢芽の形態形成能は発生ステージが進むと低下するが、FGF10投与により部分的に回復する。今回、FGF10投与肢芽のsingle cell RNA-seq解析により、この形態形成能向上に関わる候補細胞集団として新規な線維芽細胞様集団を同定した（Yanagi et al., 2022）。(2) 長鎖1本鎖DNAを用いたCRISPR/cas9法によりツメガエルにおけるノックイン手法を確立し、その効率がコンストラクト顕微注入後の低温処理により向上することを示した（Kato et al., 2021）。(3) ツメガエルIl11受容体α鎖遺伝子が尾再生に重要な役割を担うことを示した（Suzuki et al., 2022）。(4) 哺乳類で薬剤排出能を指標として組織幹細胞を濃縮する方法として知られていたSide population法が、ツメガエル幼生尾再生芽の組織幹細胞の濃縮にも有用であることを示した（Kato et al., 2022）。(5) ツメガエル幼生尾再生に必須なマクロファージ様細胞集団を同定し、その再生促進能を担う新規遺伝子としてregeneration factors expressed on myeloidを同定した（Deguchi et al., 2023）。これらの研究成果はツメガエルにおける新規な実験手法の確立、および器官再生固有な分子機構の一端を解明したもので、再生生物学分野における重要な知見である。
|
Report
(4 results)
Research Products
(16 results)
