三次元形態計測に基づく、ベージュ脂肪細胞への分化運命予測
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22K12797
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
服部 一輝 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (40708575)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ベージュ脂肪 / １細胞解析 / ベージュ脂肪細胞 / 脂肪前駆細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
効果的な抗肥満薬は今も開発途上であるが、エネルギー消費細胞であるベージュ脂肪細胞を体内で増加させる戦略が有望視されている。この方法の大きな利点のひとつは、ベージュ脂肪の前駆細胞が生体内に存在するため、薬剤処置などによる外的刺激で分化誘導が可能であることである。しかしながら、その前駆細胞を高い純度で単離する方法が確立していないことが、薬剤探索などの創薬プロセスが遅れているひとつの原因である。そこで本研究では、前駆細胞の形態から分化後の細胞種を予測する技術基盤を創り、ベージュ脂肪前駆細胞の単離を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球上には10億人以上の肥満患者がいると報告されているが、多くの患者に適用可能な治療法は依然確立されていない。ひとつの有望な戦略として、熱産生によってエネルギーを消費する脂肪細胞であるベージュ脂肪細胞の数を増加させる方法が挙げられるが、治療法としての確立にはまだ至っていない。ひとつの大きな課題は、脂肪組織内の多様な前駆細胞集団の中で、ベージュ脂肪細胞への分化指向性の高い前駆細胞の同定・単離が達成されていないことであると考える。組織の前駆細胞集団には、エネルギー消費能が低い白色脂肪細胞への指向性が高い前駆細胞なども含まれていると考えられるため、組織由来の前駆細胞集団を用いた解析はノイズの多いものとなる。それ故、ベージュ脂肪細胞へと分化しやすい前駆細胞を単離することが、ベージュ脂肪細胞の分化メカニズム解析などに有用となる。
そこで本研究では、ベージュ脂肪細胞の前駆細胞を形態学的に同定し、選別可能にすることで、新たな抗肥満戦略構築のための技術基盤を確立することを目標とする。
本年度は脂肪前駆細胞株を用いて、１細胞分化誘導系の構築を進め、また、マイクロ液滴系を用いた、１細胞経時計測系の開発・概念実証を行なった。他細胞が周辺に存在しないような、空間的に隔離された１細胞でも分化し得る条件の設定は、ベージュ脂肪前駆細胞の単離に必須である。そこで、さまざまなハイドロゲル中での三次元培養を試行することにより、その可能性を見出した。加えて、直径80マイクロメートルの微小液滴内で１細胞ごとを培養し、そのダイナミクスを約２日間に亘り経時計測する系を開発した。さらには、概念実証実験として、１細胞ごとからの細胞外小胞放出ダイナミクスの計測を、332細胞に対して並列に行うことに成功した。
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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
脂肪細胞の分化系の最適化は少々遅れているものの、予想外の進展として、１細胞経時計測系の開発・概念実証を早期に達成し、論文報告に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、１細胞分化誘導系の最適化を進めつつ、より分化効率を上昇させるため、１細胞由来のスフェロイド系の構築へと発展させる。これにより、脂肪分化系列イメージングによる、ベージュ脂肪前駆細胞の形態学的な同定へと進んでいく。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
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[Presentation] Droplet Array-Based Platform for Time-Lapse Quantification of Extracellular Vesicle Release from Single Cells2022
Author(s)
Hattori, K., Goda, Y., Yamashita, M., Yoshioka, Y., Kojima, R., and Ota, S.
Organizer
Micro Total Analysis Systems 2022
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] High-Throughput Parallel Optofluidic 3d-Imaging of Adherent Cells in Adherent State2022
Author(s)
Yamashita, M., Hattori, K., Kirisako, H., Chen, X., Ugawa, M., and Ota, S.
Organizer
Micro Total Analysis Systems 2022
Related Report
Int'l Joint Research
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