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Elucidating the regulatory mechanisms of potential pluripotency in primordial germ cells by spatial single-cell RNA-sequencing

Research Project

Project/Area Number 21K15107
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research InstitutionNara Medical University

Principal Investigator

Ikeda Hiroki  奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70819911)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords卵母細胞 / 単一細胞トランスクリプトーム / 卵巣 / 顆粒層細胞 / 組織切片 / 固定組織 / 一細胞トランスクリプトーム / 卵子 / 空間的トランスクリプトーム解析 / 生殖細胞 / トランスクリプトーム / LCM / Single cell / PGC / 単一細胞 / リプログラミング
Outline of Research at the Start

始原生殖細胞は潜在的に多能性を有し、生体内での多能性制御のモデルとして最適である。始原生殖細胞の潜在的多能性の制御には、生殖巣に向かって移動しつつある個々の始原生殖細胞と周囲の微小環境との相互作用が重要と考えられ、その理解には、微小環境の組織学的情報にリンクした精密な遺伝子発現解析が必要である。本研究では、固定組織切片からの単一細胞遺伝子発現解析の効率や定量性を大幅に改善した手法を開発し、移動期の始原生殖細胞と、その周辺の微小環境構成細胞の遺伝子発現解析を行う。本研究によって、始原生殖細胞が周辺環境への適応しつつ、潜在的多能性と生殖細胞への分化能を維持する分子基盤を解明することが期待される。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a method for single-cell transcriptome analysis from fixed tissue sections. Using this method, we analyzed mouse ovaries and obtained new insights into molecular mechanisms related to oocyte maturation. These findings shed light on a part of the quality control mechanism of oocytes in an ovary, and further detailed analysis may lead to applications in assisted reproductive technology. In addition, the method we developed can be applied not only to ovaries but also to other organs and preserved pathological samples. It is expected to be a basic technology for obtaining new insights into the pathogenesis of diseases, especially those accompanied by tissue lesions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、基盤技術である組織切片から解析標的とする一細胞レベルで高精度にトランスクリプトームを解析する手法を界面活性剤の組み合わせの検討により実現した。また、本手法を用いたマウス卵巣の解析により、卵母細胞及び、その周辺に存在する顆粒膜細胞の転写プロファイルを高精度に明らかにすることができ、通常の卵母細胞の成熟過程から逸脱した卵母細胞を同定し、さらにこれら卵母細胞に隣接する細胞では卵母細胞との相互作用が減弱していることを見出した。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Protocol for high-quality single-cell RNA-seq from tissue sections with DRaqL2024

    • Author(s)
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Yamada Nanami、Sugimoto Sumire、Kimura Fuminori、Kurimoto Kazuki
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 5 Issue: 2 Pages: 103050-103050

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2024.103050

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High-quality single-cell transcriptomics from ovarian histological sections during folliculogenesis2023

    • Author(s)
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Nagaoka So、Takashima Tomoya、Law Sze-Ming、Yamamoto Takuya、Kurimoto Kazuki
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 6 Issue: 11 Pages: e202301929-e202301929

    • DOI

      10.26508/lsa.202301929

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Histology-associated transcriptomic heterogeneity in ovarian folliculogenesis revealed by quantitative single-cell RNA-sequencing for tissue sections with DRaqL2022

    • Author(s)
      Ikeda Hiroki、Miyao Shintaro、Nagaoka So、Yamamoto Takuya、Kurimoto Kazuki
    • Journal Title

      biorxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.12.14.520513

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] 固定染色した卵巣切片からの高精度単一細胞トランスクリプトーム解析の実現と組織学的情報との統合的解析2024

    • Author(s)
      池田 宏輝
    • Organizer
      第65回日本卵子学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 卵巣切片からのシングルセルトランスクリプトームと組織学的情報の統合的解析2024

    • Author(s)
      池田 宏輝
    • Organizer
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 卵巣切片における組織学的情報と単一細胞トランスクリプトームの統合的解析2023

    • Author(s)
      池田 宏輝
    • Organizer
      NGS Expo 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 組織学にリンクした定量的単一細胞トランスクリプトーム解析法の開発と生殖細胞品質管理機構への応用

    • URL

      https://sites.google.com/view/kurimoto-lab/%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%86%85%E5%AE%B9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞の溶解方法2021

    • Inventor(s)
      栗本一基、池田宏 輝、宮尾晋太郎
    • Industrial Property Rights Holder
      栗本一基、池田宏 輝、宮尾晋太郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞の溶解方法2021

    • Inventor(s)
      栗本一基、池田宏輝、宮尾晋太郎
    • Industrial Property Rights Holder
      栗本一基、池田宏輝、宮尾晋太郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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