上皮－間葉ネットワークにおける器官運命決定機構の解明とその応用
| Project/Area Number |
23K21498
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| Project/Area Number (Other) |
21H03150 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 57070:Developmental dentistry-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
吉崎 恵悟 九州大学, 歯学研究院, 助教 (10507982)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福本 敏 九州大学, 歯学研究院, 教授 (30264253)
宮崎 佳奈子 九州大学, 歯学研究院, 特別研究員(RPD) (30778840)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 歯 / 発生 / 上皮－間葉相互作用 / 運命決定 / 再生医学 |
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| Outline of Research at the Start |
我々の体を構成する様々な器官は、その発生過程において厳密に制御され、それぞれの機能に即した特徴的な形態を呈するようになる。器官形成において、それぞれの細胞が無秩序に増殖すると形態形成が阻害されることから、なんらかの細胞間コミュニケーションを行いながら秩序だった器官形成が行われていることが予想される。本研究では、上皮-間葉相互作用において形態が決定されるメカニズムの解明を目指し、新たな器官再生技術の開発に寄与する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
上皮-間葉相互作用は、器官の形態形成期において、ダイナミックな形態の変化を制御する上で重要な機構であるが、上皮と間葉どちらの細胞が形態形成の責任細胞であるかなど、詳細な機構は明らかとなっていない。本研究は、歯、肺、唾液腺、毛および腎臓などの上皮-間葉相互作用により形成される器官の運命決定機構を解明することを主な目的として研究を開始した。
本年度は主に、上皮‐間葉相互作用により形成される器官として知られる歯および毛における運命転換技術開発と、遺伝子解析を行った。形態形成の初期の歯、毛、唾液腺、腎および肺をそれぞれ上皮と間葉に分け、RNAを抽出し、RNA-seq解析を用いて遺伝子発現を網羅的に解析した。それぞれの器官に特異的に発現している遺伝子群、および共通して発現している遺伝子群に着目し、gene ontology解析を行ったところ、間葉からの刺激により上皮細胞の運命決定がなされている可能性が示唆された。また、歯および毛の発生初期のサンプルを上皮と間葉に分け、scRNA-seq解析を行った。その結果、歯および毛の間葉細胞クラスターは、比較的離れた位置に形成された一方で、上皮細胞は近接した位置にクラスターを形成した。
以上の結果は、上皮‐間葉相互作用により形成される器官の発生初期には、上皮細胞はある程度似通った遺伝子発現を示しており、間葉細胞からのシグナルにより器官の運命転換が可能となる可能性が示唆された。
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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
scRNA-seqおよびRNA-seqによる網羅的遺伝子解析により、歯と毛の発生過程における遺伝子調節機構の解明につながるデータを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
上皮‐間葉相互作用により形成される器官の発生期に関わる遺伝子発現のデータベースを元に、運命決定機構の同定を図る。
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Report
(3 results)
Research Products
(40 results)
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[Journal Article] Iroquois homeobox 3 regulates odontoblast proliferation and differentiation mediated by Wnt5a expression2023
Author(s)
Narwidina A, Miyazaki A, Iwata K, Kurogoushi R, Sugimoto A, Kudo Y, Kawarabayashi K, Yamakawa Y, Akazawa Y, Kitamura T, Nakagawa H, Yamaguchi-Ueda K, Hasegawa T, Yoshizaki K, Fukumoto S, Yamamoto A, Ishimaru N, Iwasaki T, Iwamoto T.
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 650
Pages: 47-54
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Development of a novel ex vivo organ culture system to improve preservation methods of regenerative tissues2023
Author(s)
Yuta T, Tian T, Chiba Y, Miyazaki K, Funada K, Mizuta K, Fu Y, Kawahara J, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 3354-3354
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Identification of GPI-anchored protein LYPD1 as an essential factor for odontoblast differentiation in tooth development2023
Author(s)
Fu Y, Miyazaki K, Chiba Y, Funada K, Yuta T, Tian T, Mizuta K, Kawahara J, Zhang L, Martin D, Iwamoto T, Takahashi I, Fukumoto S, Yoshizaki K.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 299(5)
Issue: 5
Pages: 104638-104638
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] von Willebrand factor D and EGF domains regulate ameloblast differentiation and enamel formation.2022
Author(s)
Iwata K, Kawarabayashi K, Yoshizaki K, Tian T, Saito K, Sugimoto A, Kurogoushi R, Yamada A, Yamamoto A, Kudo Y, Ishimaru N, Fukumoto S, Iwamoto T.
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Journal Title
J Cell Physiol.
Volume: 237
Issue: 3
Pages: 1964-1979
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The tooth-specific basic-helix-loop-helix factor AmeloD promotes differentiation of ameloblasts2022
Author(s)
Jia L, Chiba Y, Saito K, Yoshizaki K, Tian T, Han X, Mizuta K, Chiba M, Wang X, Al Thamin S, Yamada A, Fukumoto S.
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Journal Title
Journal of cellular physiology
Volume: 237(2)
Issue: 2
Pages: 1597-1606
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Connexin 43-mediated gap junction communication regulates ameloblast differentiation via ERK1/2 phosphorylation2021
Author(s)
Yamada A, Yoshizaki K, Ishikawa M, Saito K, Chiba Y, Fukumoto E, Hoshikawa S, Chiba M, Nakamura T, Iwamoto T, Fukumoto S.
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Journal Title
Frontiers in Physiology
Volume: 12
Pages: 748574-748574
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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