Elucidation of stem cell differentiation mechanism by genetic cell tracing and gene network analysis
| Project/Area Number |
21K19895
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
加来 賢 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30547542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥田 修二郎 新潟大学, 医歯学系, 教授 (00512310)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 歯根膜 / 幹細胞 / バイオインフォマティクス / 細胞系譜 / 細胞追跡 / 遺伝子ネットワーク |
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| Outline of Research at the Start |
歯と歯周組織を結合する歯根膜の再生が可能となれば，歯周病による歯の喪失を回避できるだけでなく，次世代インプラントの開発に繋がる革新的技術となることから，口腔機能の維持/回復への効果は大きく，健康長寿の実現に大きく貢献する．
本研究では，細胞追跡法により特定の幹細胞とそこから分化した系譜細胞を標識し，これにより分離された細胞系譜の高精度な遺伝子ネットワーク解析を行うことにより，歯根膜の組織幹細胞を起点とする細胞系譜の分化制御メカニズムを組織レベルでの解明に挑戦する．歯根膜幹細胞の分化制御メカニズムの解明により，歯根膜の再生を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
歯根膜の組織再生において鍵となるのは，多様な細胞構成の再現であり.そのためには組織幹細胞を起点とする細胞系譜の分化制御メカニズムの解明が必要であ る. 遺伝子ネットワーク解析は，網羅的に取得した遺伝子発現のデータから特定のアルゴリズムを用いて，生物学的に意味のある遺伝子群を抽出する方法であ る.なかでも加重共発現解析(WGCNA: Weighted gene co-expression network analysis)は“特定の細胞種において特異的に発現する遺伝子群は互いに高い相関を 示す”原則に基づき，多種の細胞が混在する条件下においても細胞のクラスタリングを可能とする解析アルゴリズムである(Langfelder et al. BMC Bioinformatics. 2008). 初年度はマウス臼歯の歯根膜組織から抽出したtotal-RNAからRNA-seqにより包括的な遺伝子発現解析を行なった.WGCNAにより検出され た遺伝子群のクラスタリングを行なったが，マウス切歯で報告されている様な，細胞種毎の明瞭な細胞のモジュールは検出されなかった. 本年度はWGCNAとk-meansクラスタリングを併用する方法ならびに，WGCNAと同様にを使用して解析を進めた．さらに細胞外環境としての細胞外マトリックス関連遺伝子における変化について追加の解析を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
解析アルゴリズムを追加することで，計画はおおむね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
解析結果をもとに論文執筆をすすめている．
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
